DIY寶典：用智能硬件BB-Black搭建狂拽炫酷的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　2.遠(yuǎn)程監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)以BB-black為平臺(tái)，提供用戶遠(yuǎn)程登錄訪問嵌入式Web服務(wù)器Boa，查看該服務(wù)器上的被監(jiān)護(hù)人近期生理數(shù)據(jù)功能;為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存放功能，作者針對(duì)嵌入式設(shè)備，采用開銷小、可移植性強(qiáng)、便使用且高效的嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫。而CGI(Common Gateway Interface)通用網(wǎng)關(guān)接口，則是Web服務(wù)器和SQLite數(shù)據(jù)庫之間的橋梁，作為客戶端與Web服務(wù)器交互的標(biāo)準(zhǔn)接口，可按照該標(biāo)準(zhǔn)編寫應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)HTML網(wǎng)頁無法實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫訪問和搜索功能，實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的交互操作。其工作原理如下圖5所示。

　　圖5遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊軟件構(gòu)成與工作原理

　　首先，由客戶端通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，嵌入式Web服務(wù)器端收到請(qǐng)求后觸發(fā)指定的腳本程序?qū)φ?qǐng)求進(jìn)行解析，并執(zhí)行相應(yīng)的CGI應(yīng)用程序。

　　其次，CGI應(yīng)用程序根據(jù)請(qǐng)求信息調(diào)用相應(yīng)的SQLite數(shù)據(jù)庫操作程序，并把數(shù)據(jù)庫操作程序的執(zhí)行結(jié)果以HTML文檔形式傳遞給Web服務(wù)器;嵌入式Web服務(wù)器分析、處理HTML文檔信息，并將最終數(shù)據(jù)內(nèi)容傳送給客戶端瀏覽器。

　　最后，由客戶端瀏覽器對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行解析，并以網(wǎng)頁形式顯示給客戶。

　　2.1嵌入式Web服務(wù)器Boa

　　2.1.1嵌入式服務(wù)器Boa的選用

　　ARM Linux開發(fā)環(huán)境下支持httpd、thttpd和Boa三種嵌入式Web服務(wù)器。作者選用的是可執(zhí)行文件小、運(yùn)行過程中需要的資源小的嵌入式Web服務(wù)器Boa.

　　Boa作為一種單任務(wù)的HTTP服務(wù)器，通過建立HTTP請(qǐng)求列表來處理多路HTTP連接請(qǐng)求，同時(shí)在處理請(qǐng)求過程只為CGI程序創(chuàng)建新進(jìn)程，在最大程度上節(jié)省了系統(tǒng)資源，對(duì)嵌入式系統(tǒng)來說至關(guān)重要。同時(shí)它還具有自動(dòng)解壓文件、生成目錄等功能。

　　2.1.2 Boa功能實(shí)現(xiàn)

　　設(shè)計(jì)中Boa服務(wù)器需實(shí)現(xiàn)接收客戶端請(qǐng)求、分析請(qǐng)求、響應(yīng)請(qǐng)求和向客戶端返回請(qǐng)求結(jié)果等任務(wù)。其工作流程如下圖5所示。

　　圖6 Boa服務(wù)器工作流程

　　Boa服務(wù)器初始化工作代碼實(shí)現(xiàn)：

　　上述代碼首先創(chuàng)建一個(gè)無阻塞的流式套接字描述符socktfd，提供面向連接的可靠傳輸。然后利用bind()函數(shù)將指定端口與套接字描述符關(guān)聯(lián)，最后利用listen()函數(shù)在指定端口監(jiān)聽，等待Request請(qǐng)求。

　　當(dāng)監(jiān)聽到連接請(qǐng)求，服務(wù)器調(diào)用get_request()函數(shù)獲取請(qǐng)求信息，利用accept()函數(shù)建立連接，接收請(qǐng)求、分析信息，進(jìn)行HTTP認(rèn)證確認(rèn)，處理請(qǐng)求信息，并將結(jié)果發(fā)送、顯示到Web瀏覽器;當(dāng)有CGI請(qǐng)求時(shí)，創(chuàng)建CGI處理進(jìn)程，并將處理結(jié)果發(fā)送、顯示到Web瀏覽器。

　　2.1.3 Boa在ARM上的移植

　　首先，針對(duì)BB-Black和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)Boa服務(wù)器源代碼作以下修改：(1)根據(jù)監(jiān)護(hù)人數(shù)量指定HTTP請(qǐng)求列表限制參數(shù);將服務(wù)器的輸入輸出緩存空間設(shè)為最大值，以加快生理數(shù)據(jù)傳輸速度;(2)通過編寫實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單函數(shù)，來精簡(jiǎn)Linux操作系統(tǒng)庫函數(shù)，節(jié)約資源。

　　其次，利用arm-linux-gcc交叉編譯環(huán)境，配置生成大小為175.8KB的boa可執(zhí)行程序。通過bin.arm-linux-strip boa指令剝?nèi)ジ綆У木幾g信息，得到僅59.4KB的ARM平臺(tái)可執(zhí)行文件。

　　最后，通過修改Web服務(wù)器的配置文件boa.conf：監(jiān)聽端口為80，注釋掉綁定IP地址設(shè)置欄，KeepAliveMax值為50，KeepAliveTimeout值為10，服務(wù)器名字為www. RemoteMedicalMonitoringSystem.com;以及CGI路徑，訪問日志和錯(cuò)誤日志的存放路徑等運(yùn)行參數(shù);將該配置文件和可執(zhí)行文件boa放到BB-Block平臺(tái)的/home/www目錄下;執(zhí)行g(shù)enromfs-f romfs.img-d romdisk命令生成一個(gè)含有Boa服務(wù)器的根文件系統(tǒng)，通過bootloader燒寫到存儲(chǔ)器。完成Boa到ARM平臺(tái)的移植。

　　2.2 CGI與SQLite數(shù)據(jù)庫移植

　　BB-Black開發(fā)板在運(yùn)行CGI和SQLite程序前，需要將相應(yīng)的庫移植到開發(fā)板。設(shè)計(jì)通過交叉編譯之后將CGI的libcgic.a和capture拷貝到BB-black開發(fā)板的/home/www/cgi-bin目錄下，完成移植工作(可通過網(wǎng)頁訪問該目錄，若在網(wǎng)頁上顯示cgic test的字樣，則表明cgi庫移植成功);將SQLite的sqlite3和libsqlite3.so.0.8.6分別下載到BB-black開發(fā)板的/usr/bin和/usr/lib目錄中并通過ln–s /usr/lib/libsqlite3.so.0.8.6 /usr/lib/libsqlite3.so.0命令，建立軟連接(因?yàn)榭蓤?zhí)行程序sqlite3在運(yùn)行的時(shí)候搜尋libsqlite3.so.0動(dòng)態(tài)庫)，完成移植工作。

　　2.3遠(yuǎn)程監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)

　　2.3.1 HTML設(shè)計(jì)

　　遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控界面主要有監(jiān)護(hù)人登錄界面和被監(jiān)護(hù)人生理數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)界面。其中脈搏和心跳監(jiān)測(cè)HTML頁面首行代碼用action="pluse_heart_monitor.cgi"將表單指向pluse_heart_monitor.cgi處理程序，method="get"指定獲取環(huán)境變量的方式為get;程序的最后幾行用type="submit"或type="reset"指定點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕時(shí)提交表單;其他生理數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)頁面與此相似。

　　2.3.2 CGI和SQLite數(shù)據(jù)庫互動(dòng)設(shè)計(jì)

　　CGI與SQLite數(shù)據(jù)的互動(dòng)主要包括CGI程序在SQLite數(shù)據(jù)庫上建立生理數(shù)據(jù)表，插入生理數(shù)據(jù);CGI按照表單提交內(nèi)容對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行增刪改查詢操作;其主要的控制函數(shù)代碼如下：