基于ARM-LINUX平台的物联网服务器设计

物联网设备，使用一个轻量级的WEB服务器当作访问控制服务器，可以相当出色地完成任务。

　　3.1 服务器工作原理

　　嵌入式WEB服务器的体系结构采用B/S架构，也即由服务端和客户端构成。在此架构上，将会通过以下几个步骤来与WEB服务器互相通信。

　　（1）在客户端的浏览器（Browser）输入WEB服务器的IP地址;

　　（2）客户端首先通过TCP发起建立连接请求，然后服务器通过认证后，确认请求合法后立即建立连接。在这个过程中，采用的是TCP/IP协议的"三次握手"方式建立连接的;

　　（3）通过TCP/IP建立连接后，浏览器再用HTTP协议发出HTTP请求;

　　（4）当服务器端接收到HTTP请求后，对其进行解析等操作，然后根据不同的处理结果服务器再执行相应的返回操作。

　　（5）客户端收到服务器的返回结果后，解析HTML数据包，然后将之显示在浏览器上。

　　3.2 Boa WEB服务器的移植

　　Boa 是一个处理单任务的WEB服务器。也就是说只有在完成一个请求后才能响应另外一个连接请求，虽然无法实现并发响应，但是已经足够应付嵌入式的应用处理了。另外，Boa也是一个相当轻量级的WEB服务器，交叉编译所得到的可执行文件只有60kB左右。出于设计的精简和应用需求，Boa仅支持CGI。

　　在WWW.boa.org上下载boa的源代码。通过以下步骤完成其交叉编译：

　　#tar—bxzf boa-0.94.1 3.tar. gz

　　#cd./boa-0.94.13/src

　　#./configure

　　#vi./Makefile

　　修改CC=gcc为CC=arm-unknownlinux-gcc，CPP=gcc -E为CPP=arm-unknownlinux-cpp -E，保存退出。执行如下命令：

　　#make

　　#arm-linux-strip./boa

　　得到能在arm平台下的可执行文件boa，大小只有60KB

　　将可执行文件Boa下载到嵌入式设备后，还需对其进行一些配置。首先需要在/etc/boa目录下建立一个boa配置文件boa.conf。表1为Boa配置文件部分配置说明：

　　表1 Boa配置文件配置参数说明

　　3.3 通用网关接口CGI

　　CGI是通用网关接口的简称。该接口定义了WEB服务器和其他可执行程序之间的通信接口标准。一般这些可执行程序我们也简称为CGI程序。在客户端浏览器上面，可以请求执行CGI程序，并会附带传送的参数。当服务器收到此请求后，执行对应的CGI程序，与此同时，会把来自客户端的传输传递给CGI程序。在服务器和CGI程序之间，他们足利用标准输入输出来实现参数传递和信息返回的。

　　在本物联网服务器的设计当中，CGI程序不仅仅与WEB服务器通信，它还需要和守护程序进行通信。由于守护程序是负责连接外围设备，并与之通信的，所以可以通过CGI程序来对外围设备进行通信。通过这样的通信过程实现了客户端与物联网设备终端的交互。其通信过程如下：

　　（1）客户端利用TCP/IP协议和WEB服务器建立连接;

　　（2）客户端利用HTTP协议发出URL指向一个CGI程序的请求;

　　（3）服务器收到请求后，执行对应的CGI程序;

　　（4）CGI应用程序执行，可以通过读取标准输入或环境变量（QUERY STRING）获取来自客户端的参数;

　　（5）应用程序利用进行标准输出方式来输出返回结果给WEB服务器。

　　（6）WEB服务器将结果传送给客户端，完成整个请求返回过程。

　　3.4 网络应用程序的访问与控制

　　网站的访问和控制使用JavaScript语言，调用jQuery类库和利用AJAX技术，实现动态显示页面的效果。而页面的参数传递和CGI反馈都是使用JSON数据格式。

　　JSON即JavaScript Object Notation，它是一种轻量级的数据交换格式。本设计使用JSON数据格式中的"名称/值"对的集合为基本数据结构，它作为页面与CGI程序之间的参数传递和运算结果返回的数据格式。基本格式如下：

　　{device："value"，model："value"，type："value"，data："Value"}

　　利用jQuery类库，每隔1 s中通过请求。/cgi-bin/web_cgi。得到请求结果作为当前状态。

　　4 总结

　　本文实现了一个基于ARM-Linux平台的通用物联网服务器的设计，本设计可以为用户提供通过WEB页面对物联网中数据采集的实时监测和控制功能，具有较好的实用意义。下一步将继续完善系统的功能，如：增加对更多传感器的支持，系统如何更方便地应用于不同的领域等，系统的安全性也有待完善。