Web網(wǎng)絡(luò)傳感器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，將嵌入式系統(tǒng)與Internet相結(jié)合對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)、圖像監(jiān)控和管理，成為重要研究方向之一。嵌入式Web網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)是傳感器、嵌入式、分布式信息處理和Internet等相關(guān)技術(shù)交叉結(jié)合的技術(shù)，它是在智能傳感器的基礎(chǔ)上把TCP／IP協(xié)議作為一種嵌入式應(yīng)用，嵌入現(xiàn)成智能服務(wù)器的ROM中，利用傳感器內(nèi)建的Web服務(wù)器，用戶可以通過(guò)瀏覽器采集遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)象的信息。

　　1 Web網(wǎng)絡(luò)傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作原理

　　用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)Web服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，將遠(yuǎn)程采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示到Internet網(wǎng)頁(yè)上。用戶需要實(shí)時(shí)看到數(shù)據(jù)的變化，而HTML網(wǎng)頁(yè)通常只能是靜態(tài)的數(shù)據(jù)，為此在Web服務(wù)器上應(yīng)用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)是必要的。動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)有CGI和HTML腳本嵌入技術(shù)（如ASr、PHP、JSP等），由于網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式系統(tǒng)采用的是單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其資源有限，為此采用CGI技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。

　　1.1 CGI原理

　　CGI（Common Gateway Interface，公共網(wǎng)關(guān)接口）提供給Web服務(wù)器一個(gè)外部程序的通道，實(shí)現(xiàn)處理器與瀏覽器之間的通信。CGI是一種接口規(guī)范，可以處理客戶端（一般是瀏覽器）輸入的數(shù)據(jù)，完成瀏覽器和服務(wù)器之間的交互操作。CGI是運(yùn)行在Web服務(wù)器上的程序，由瀏覽器的輸入觸發(fā)，是服務(wù)器和系統(tǒng)中其他程序的橋梁。CGI程序?qū)儆谝粋€(gè)外部程序，是運(yùn)行在服務(wù)器端的一個(gè)可執(zhí)行文件。

　　CGI程序的工作原理示意圖如圖1所示。

圖1 CGI程序的工作原理示意圖

　　客戶端的Web瀏覽器瀏覽到某個(gè)主頁(yè)后，利用一定的方式提交數(shù)據(jù)，并通過(guò)HTTP協(xié)議向Web服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求。服務(wù)器端的HTTP Daemon（守護(hù)進(jìn)程）將描述的主頁(yè)信息通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸入（STDIN）和環(huán)境變量（environment variable）傳遞給主頁(yè)指定的CGI程序，并啟動(dòng)此應(yīng)用程序進(jìn)行處理（包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理）。處理結(jié)果通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸出（STDOUT）返回給HTTP Daemon，再通過(guò)HTTP協(xié)議返回給客戶端的瀏覽器，由瀏覽器負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行，將最終的結(jié)果顯示給用戶。

　　1.2 基于CGI的數(shù)據(jù)采集流程

　　CGI的數(shù)據(jù)采集流程如圖2所示。當(dāng)用CGI實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳感器溫度數(shù)據(jù)采集時(shí)，CGI程序可以通過(guò)直接訪問(wèn)硬件或調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的方式獲得數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢后，CGI程序?qū)?shù)據(jù)組織成HTTP流并發(fā)送到Web服務(wù)器上，由Web服務(wù)器負(fù)責(zé)送到客戶端。

圖2 CGI的數(shù)據(jù)采集流程圖