嵌入式網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2 信息發(fā)布系統(tǒng)的單元交互
嵌入式網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布系統(tǒng)單元之間的通信可以分為兩層：服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫交互、服務(wù)器與遠(yuǎn)程終端通信。
2．1 服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫交互層
該系統(tǒng)的服務(wù)器具有遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)功能，包括Web服務(wù)器、文件服務(wù)器、本地控制服務(wù)器。其中，Web服務(wù)器提供信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)的用戶交互界面和業(yè)務(wù)邏輯處理模塊的運(yùn)行環(huán)境；文件服務(wù)器主要提供系統(tǒng)管理的視頻、圖像等多媒體信息的存取服務(wù)；本地控制服務(wù)器主要管理轄區(qū)內(nèi)所有顯示終端的通信分發(fā)。
在服務(wù)器上編寫了具有人機(jī)交互功能的JSP靜態(tài)管理平臺界面，用戶可以通過該界面方便地進(jìn)行圖形化操作，并將終端反饋的信息顯示在該界面，方便用戶獲取終端的運(yùn)行情況，還為用戶提供有用戶權(quán)限管理、內(nèi)容管理、播放控制等模塊的監(jiān)控頁面。用戶只需登錄該管理平臺界面，即可通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程終端進(jìn)行監(jiān)控。
服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫的訪問采用JDBC兩層模型方法。JDBC是一種用于執(zhí)行SQL語句的Java API，利用這種方法可以方便地與數(shù)據(jù)庫建立連接，發(fā)送操作數(shù)據(jù)庫的語句，并處理結(jié)果。兩層模型可使得Java Applet或應(yīng)用程序?qū)⒅苯优c數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。
服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互主要用于存取終端基本狀態(tài)信息。例如：網(wǎng)絡(luò)連接是否正常，連接在同一個(gè)服務(wù)器的各個(gè)終端ID號，終端硬盤的空間大小，硬盤中的內(nèi)容等。指令的生成依賴于該模塊在數(shù)據(jù)庫中所查詢到的終端狀態(tài)標(biāo)志位。當(dāng)服務(wù)器對某終端進(jìn)行相應(yīng)的控制操作時(shí)，首先從數(shù)據(jù)庫中讀取出該終端當(dāng)前的狀態(tài)標(biāo)志位，根據(jù)這些標(biāo)志位進(jìn)行邏輯判斷，生成本次控制操作所需要發(fā)送的XML文本指令。
2．2 服務(wù)器與遠(yuǎn)程終端通信層
服務(wù)器與遠(yuǎn)程終端的通信采用HTTP超文本傳輸協(xié)議，終端定時(shí)(初定8 s)發(fā)送請求到服務(wù)器。服務(wù)器接受到請求后，將相應(yīng)的XML文本語言形式的控制操作指令發(fā)送到連接的網(wǎng)絡(luò)端口，遠(yuǎn)程終端讀取端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，完成本次控制操作。如果一定時(shí)間內(nèi)(初定1 min)沒有收到終端的消息，可斷定出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常(終端離線)。
終端系統(tǒng)正常啟動(dòng)之后，系統(tǒng)將自動(dòng)分配一段內(nèi)存空間，一部分用來存儲請求信息和控制指令，一部分作為消息隊(duì)列。然后，終端的狀態(tài)信息作為請求信息循環(huán)向指定IP地址(服務(wù)器)的端口(初定80端口)發(fā)送。終端請求成功后，服務(wù)器讀取端口接收的請求信息，將請求信息解析后作為終端的當(dāng)前狀態(tài)信息，更新數(shù)據(jù)庫中的狀態(tài)標(biāo)志位。同時(shí)，服務(wù)器也可以通過HTTP傳輸協(xié)議發(fā)送XML語言結(jié)構(gòu)的文本指令給終端，終端接收到指令后進(jìn)行解析，并對終端進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。
3 信息發(fā)布系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
嵌入式硬件的系統(tǒng)頻率、存儲空間、緩存大小、編碼和解碼等性能已經(jīng)達(dá)到了較高的技術(shù)水平。那么，對于嵌入式芯片在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用更依靠于操作系統(tǒng)和靈活的軟件設(shè)計(jì)思想來實(shí)現(xiàn)。
在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，服務(wù)器的設(shè)計(jì)需要考慮服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫和終端的交互協(xié)議，當(dāng)通過服務(wù)器控制多臺終端的時(shí)候，對于指令分發(fā)、數(shù)據(jù)包傳輸、以及數(shù)據(jù)庫的更新都存在著時(shí)序和邏輯問題。為了節(jié)省系統(tǒng)內(nèi)存的開銷，也要保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，所以終端的操作系統(tǒng)選擇μC／OS-Ⅱ。該操作系統(tǒng)沒有集成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所以結(jié)合其性能條件定制適合它的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。
3．1 終端網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計(jì)
遠(yuǎn)程終端的執(zhí)行效果只有到現(xiàn)場才可以觀察，那么，保證終端接收指令和對指令響應(yīng)的可靠性是十分必要的。HTTP協(xié)議是一種文本協(xié)議，文本協(xié)議通常是用ASCII符集編碼，具有理解簡單，擴(kuò)展擴(kuò)充方便，容錯(cuò)性較強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)人員可以方便地進(jìn)行協(xié)議的定制，節(jié)省了軟件調(diào)試時(shí)間，大大縮短了開發(fā)周期。因此，在該系統(tǒng)的操作系統(tǒng)中定制了HTTP超文本傳輸協(xié)議。
μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的入口函數(shù)，在此函數(shù)中創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)后臺任務(wù)，該任務(wù)的主要功能是請求網(wǎng)絡(luò)連接，并接收來自服務(wù)器的指令。當(dāng)終端系統(tǒng)初始化后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后臺任務(wù)，循環(huán)向服務(wù)器發(fā)送HTTP請求，請求成功后，終端反饋信息到服務(wù)器。
系統(tǒng)軟件使用C語言編程，將HTTP協(xié)議封裝在結(jié)構(gòu)體中，用結(jié)構(gòu)體屬性字段來表示。
網(wǎng)絡(luò)端口的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)，包括HTTP協(xié)議頭、控制指令、lP地址、端口號、端口信號量鎖等。HTTP協(xié)議的結(jié)構(gòu)體如下：
其中：http_Request[REQUEST_SIZE為HTTP協(xié)議頭字符串；http_Response為服務(wù)器發(fā)給終端的控制指令；httpWait為信號量。用信號量來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端口的互斥訪問。
在系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)管理平臺控制多個(gè)嵌入式終端時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)端口與每個(gè)終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接通信。網(wǎng)絡(luò)端口是獨(dú)占性的端口，所以，選擇信號量機(jī)制對網(wǎng)絡(luò)端口的訪問進(jìn)行互斥鎖處理。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/150731.htm
HTTPTcpConnection_t為網(wǎng)絡(luò)端口連接信息，它也是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，屬性字段包括服務(wù)器的IP地址、網(wǎng)絡(luò)端口號、以及終端請求信息等。代碼如下：
3．2 多任務(wù)間通信
μC／OS-Ⅱ是多任務(wù)機(jī)制操作系統(tǒng)，最多可支持64個(gè)任務(wù)，任務(wù)優(yōu)先級從0～63，對這樣的多任務(wù)操作系統(tǒng)來說，任務(wù)間的通信是必不可少的。μC／OS-Ⅱ中提供了4種通信對象，分別是信號量、郵箱、消息隊(duì)列和事件。所有這些同步對象都有創(chuàng)建、等待、發(fā)送、查詢的接口用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的通信。
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