深入研究嵌入式web服務(wù)器的監(jiān)控應(yīng)用

　　1 引言

　　隨著微處理器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，基于嵌入式WEB的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸得到了人們的廣泛關(guān)注。把圖像采集、視頻壓縮和WEB功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)和Internet，達(dá)到即插即用，省掉多種復(fù)雜的電纜，安裝方便，用戶也無(wú)須安裝任何硬件設(shè)備即可觀看，這使得由嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控服務(wù)器組成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和擴(kuò)展都極為靈活方便。

　　2 WEB服務(wù)器所在系統(tǒng)工作原理

　　如圖1所示，系統(tǒng)有兩種網(wǎng)絡(luò)接入方式：通過(guò)PPPOE自動(dòng)撥號(hào)，動(dòng)態(tài)獲取IP聯(lián)入Internet；自定義靜態(tài)IP連入局域網(wǎng)。
　　

　　之后，系統(tǒng)的整個(gè)工作流程包括兩條主線：

　　1.通過(guò)HTTP/TCP/IP方式，解析來(lái)自監(jiān)控端的網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求，包括：攝像機(jī)控制（云臺(tái)上下左右、鏡頭光圈、縮放等等），數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)（視頻參數(shù)如分辨率、亮色度、碼流，畫(huà)質(zhì)），視頻調(diào)度與傳輸（多個(gè)用戶之間視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送停止及其相互協(xié)調(diào),系統(tǒng)參數(shù)也放在這里）。

　　2.通過(guò)RTP/UDP/IP方式，為監(jiān)控端提供所需的實(shí)時(shí)視頻信息。RTP/UDP/IP的方式兼顧了視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與QoS保證。

　　3 WEB服務(wù)器的選擇

　　根據(jù)工作原理的描述，WEB服務(wù)器處于整個(gè)系統(tǒng)核心的位置，需要解決的幾個(gè)難點(diǎn)包括：

　　1.安全性。只有授權(quán)登陸用戶才能進(jìn)行系統(tǒng)配置（網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、視頻

　　特性等等）。普通用戶只能簡(jiǎn)單監(jiān)控。

　　2.流量控制。視頻數(shù)據(jù)連續(xù)且大量，服務(wù)器應(yīng)該具備一定的協(xié)調(diào)各路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的能力。

　　3.實(shí)時(shí)性。對(duì)于監(jiān)控端的web請(qǐng)求指令響應(yīng)速度，特別是在高負(fù)荷的情況下。

　　4.性能。在多路監(jiān)控請(qǐng)求同時(shí)存在的情況下，系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

　　5.支持串口命令。云臺(tái)控制指令需要串口支持。

　　6.數(shù)據(jù)庫(kù)交互。包括用戶數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)配置參數(shù)等等，都需要實(shí)現(xiàn)脫機(jī)保存。

　　uCLinux下，主要有3個(gè)WebServer：Httpd、Thttpd和BOA。Httpd是最簡(jiǎn)單的一個(gè)WebServer，它的功能最弱，不支持認(rèn)證，不支持CGI（CommonGatewayInterface，通用網(wǎng)關(guān)接口）。Thttpd和BOA都支持認(rèn)證、CGI等，功能都比較全。BOA源代碼開(kāi)放、性能可靠、穩(wěn)定性好，但是是一個(gè)單任務(wù)的Web服務(wù)器。所以，我們選擇簡(jiǎn)單、小巧、易移植、快速和安全的Thttpd。

　　Thttpd在默認(rèn)的狀況下，僅運(yùn)行于普通用戶模式下，從而能夠有效地杜絕非授權(quán)的系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，同時(shí)Thttpd全面支持HTTP基本驗(yàn)證(RFC2617)，可有效解決安全性的問(wèn)題。

　　另外，Thttpd對(duì)于并發(fā)請(qǐng)求不使用fork()來(lái)派生子進(jìn)程處理，而是采用多路復(fù)用(Multiplex)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此效能很高，可以有效提高系統(tǒng)的性能。

　　最后，Thttpd基于URL的文件流量限制，對(duì)于連續(xù)的視頻流量控制而言是非常方便的，象Apache就必須使用插件實(shí)現(xiàn)，效率較Thttpd低。在Thttpd的官方網(wǎng)站上有一個(gè)與其他webserver的對(duì)比圖Benchmark。

　　綜上所述，Thttpd在安全性、性能、流量控制等方面有效的滿足系統(tǒng)需要，當(dāng)然，實(shí)時(shí)性也得到很好的保證。下面，結(jié)合源碼，首先實(shí)現(xiàn)Thttpd的基本功能，然后將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、安全性、支持串口命令、數(shù)據(jù)庫(kù)交互的實(shí)現(xiàn)完善起來(lái)。