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基于ARM-LINUX平台的物联网服务器设计

时间:08-10 来源:电子技术设计 点击:

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。

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