基于Linux的WEB服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)

2.3 嵌入式 Web服務(wù)器接口模塊的實現(xiàn)

在本系統(tǒng)中為了滿足不同工業(yè)控制系統(tǒng)的需要，設(shè)計有串口、CAN總線接口、Modem接口和 RS-485接口。系統(tǒng)在啟動時，從系統(tǒng)的 FLASH中讀取 120個字節(jié)的初始化信息，并據(jù)此來判斷是否開啟接口，并對所開啟的接口進行初始化。由于各個模塊的初始化函數(shù)己經(jīng)存在，因此系統(tǒng)初始化時，只要調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)就夠了。PPP已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)模塊部分介紹，而 RS-485的使用和普通串口的初始化相似，本部分主要介紹 RS-232和 CAN。

2.3.1 RS-232串口驅(qū)動函數(shù)設(shè)計

系統(tǒng)的開發(fā)語言是 Java，但 Java本身不提供對串口操作的類，要實現(xiàn)對串口的讀寫操作，需要用第三方 API函數(shù)完成，實際的開發(fā)過程中，使用串口通訊協(xié)議開發(fā)包 comm.jar，它是 J2SE的標(biāo)準(zhǔn)擴展，支持 RS-231串口，并提供了一種與平臺無關(guān)的串口通信機制。

串口驅(qū)動主要實現(xiàn)對串口的讀寫操作，給應(yīng)用程序提供發(fā)詢接收數(shù)據(jù)的接口。串口正常工作之前，需要進行初始化設(shè)置，因此驅(qū)動中還有初始化函數(shù)。串口的驅(qū)動函數(shù)串口的驅(qū)動函數(shù)主要包括： serialInit()用來初始化 UART、serialRead()用來接收字節(jié)組、 serialWrite()用來發(fā)送字節(jié)組。

2.3.2 CAN總線模塊 CAN接口在工業(yè)控制系統(tǒng)的運用越來越廣泛，操作系統(tǒng)提供了對 CAN進行操作的

dalsem.com.CanBus類，如要對 CAN進行操作，首先要建立一個 CAN的對象。

CanBus canTest = new CanBus(CanBus.CANBUS0);

由于 DS80C400只提供一個 CAN控制器，所以只能選用 CANBUS0。一旦對象被初始化，就需要設(shè)置 CAN的速率。 CAN速率的設(shè)置通過設(shè)置 Prescaler，TSEGI，TSEGZ和同步段來完成。CAN的計算速率為：CAN波特率=晶振頻率/Prescaler+（TSEG1+TSEG2）。

將上述設(shè)置完成后，就可以使 CAN控制器使能了：canTest.enableController()；要想完成幀的發(fā)送和接收，除了在信息中心設(shè)置接收和發(fā)送模式外，還必須先定義一個 CanFrame的對象即 CanFrame frame =new CanFrame()；要接收一個 CAN的幀時，信息是以 CanFrame對象的形式進行接收，并且調(diào)用 canTest.receive(frame)；如要發(fā)送數(shù)據(jù)，也必須將數(shù)據(jù)封裝層 CanFrame對象的形式進行發(fā)送，并且調(diào)用 canTest.sendFrame(frame)。

2.4人機接口模塊

本系統(tǒng)將瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)和客戶端/服務(wù)器(C/S)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，客戶端仍只需使用易于操作的 Web瀏覽器，使用該模式不僅統(tǒng)一了用戶界面，為用戶對系統(tǒng)的查詢和操作提供了極大的方便，系統(tǒng)還通過 Java Applet平衡了服務(wù)器端與瀏覽器端的負(fù)載狀況。

為了對控制對象進行遠程操作， Web頁面需要給用戶提供三個功能：一是現(xiàn)場設(shè)備查詢，主要是對現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)和采集數(shù)據(jù)進行查詢；二是設(shè)備遠程控制，提供對運行現(xiàn)場某些參數(shù)的修改能力；三是報警 (如高限報警、下限報警等 )，如果現(xiàn)場設(shè)備超過設(shè)定的報警值，一方面會在網(wǎng)頁上發(fā)出聲音警報。此外還會在后臺向指定的郵箱發(fā)送報警郵件。

2.4.1 網(wǎng)頁的交互方式

Web系統(tǒng)主要采用 HTTP協(xié)議。HTTP采用請求/響應(yīng)的握手方式，每個 HTTP交互都由從客戶端發(fā)往服務(wù)器的請求和從服務(wù)器發(fā)往客戶端的響應(yīng)組成。HTTP采用 TCP連接，而且該連接狀態(tài)僅在此次連接中保持，無論服務(wù)器或是瀏覽器都不會記憶上次的連接狀態(tài)。在設(shè)計中首先采用 com.dalsemi.tininet包中的 http類，實現(xiàn)在 80端口等待客戶端的請求。其主要實現(xiàn)如下：

HTTPServer httpd = new HTTPServer(80); 然后給出將對應(yīng)的 HTML頁面返回到瀏覽器。 httpd.setIndexPage(“index.html”);初始化結(jié)束后，Web服務(wù)器進入正常的工作狀態(tài)以輪詢的方式來進行處理。

2.5 系統(tǒng)的遠程加載和調(diào)試

為了使系統(tǒng)滿足不同任務(wù)的需要，有時需要對嵌入式系統(tǒng)中運行的軟件進行動態(tài)更新。本系統(tǒng)可以直接將新版本的監(jiān)控軟件通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳送到現(xiàn)場的嵌入式系統(tǒng)，對原有的軟件進行更換，從而實現(xiàn)軟件的遠程動態(tài)更新。利用操作系統(tǒng)自帶的 FTP和 Telnet功能，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程更新和調(diào)試。在系統(tǒng)初始化結(jié)束后開始運行，一個線程創(chuàng)建了服務(wù)器套接字(Server Socket)來偵聽客戶端的 FTP和 Telnet連接請求。我們利用 Telnet和 FTP技術(shù)，可以實現(xiàn)在 Internet上對嵌入式節(jié)點的遠程操作，包括程序的運行和停止、程序下載、在線更新、調(diào)試、配置等。

3 總結(jié)

本文的創(chuàng)新點是采用 Java技術(shù)進行軟件開發(fā)，在實現(xiàn)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和發(fā)布的基礎(chǔ)上，還增加了電子郵件功能，使得系統(tǒng)保存日志更為方便，增加了遠程文件的上傳和下載，使得系統(tǒng)可以遠程更新；其次，對原有的操作系統(tǒng)進行重新編譯，實現(xiàn)了對 Rash的加載。從而省去了傳統(tǒng)的通過電池保護電路來完成掉電后的數(shù)據(jù)保存；最后，系統(tǒng)設(shè)計了多個接口可以和不同接口的控制設(shè)備相連，增強了系統(tǒng)的通用性。在網(wǎng)絡(luò)接入模式上以太網(wǎng)和 PPP相結(jié)合使得系統(tǒng)的靈活性大為增強。