嵌入式Web服务器GoAhead在电力系统通信中应用

摘要：嵌入式Web服务器作为工业以太网交换机的控制管理核心具有重大的研究意义和应用前景。简单介绍GoAhead嵌入式Web服务器的基本特点，接着讲解了嵌入式Web配置管理功能在电力系统通信中应用的工作原理及设计方法。以工业以太网交换机为实例，介绍了软件系统功能，并详细讨论了软件系统工作流程。针对电力系统中工业以太网交换机交换功能参数的复杂性，提出了运用GoAhead中Goform过程实现复杂交换功能Web配置的方法。
关键词：Web；嵌入式服务器；GoAhead；配置管理；Goform

随着数字化变电站技术和通信网络技术的发展，工业以太网交换机已经成为输电线状态监测系统和数字化变电站的核心设备，在配电自动化环节也有应用，如何对设备进行远程监控已成了迫切需要解决的问题。嵌入式Web服务器作为工业以太网交换机的控制管理核心，具有重大的研究意义和应用前景，它为管理、控制和监测设备提供了一个很好的途径。常见的WebServer有：GoAhead，Boa，Lighttpd，Shttpd，Th ttpd，Mathopd，Minihttpd，Appweb。本软件系统采用GoAhead作为工业以太网交换机的嵌入式Web服务器。

1 嵌入式Web服务器GoAhead
GoAhead是专门针对嵌入式系统开发的Web服务器，它是开源代码，支持Linux，VXWORKS，Windows CE，ECOS等嵌入式操作系统。它支持ASP，嵌入式JavaScript，CGI以及静态页面HTML格式，具有免费、体积小巧、支持多平台、完全针对嵌入式系统设计、嵌入的JavaScript与动态数据页支持的优点。
GoAhead提供了ASP过程和Goform过程。ASP过程用来生成显示在页面中的动态数据，而Goform过程则用来处理用户输入和修改设置，它们一起构成了GoAhead的核心。Goform过程还可以用于制作Web页面。

2 嵌入式Web配置管理功能在电力系统通信中应用的工作原理及功能设计
嵌入式Web配置管理功能在电力系统通信中起到管理、控制和监测的任务，其工作原理可分为远程客户端、嵌入式Web服务器、工业以太网交换机，如图1所示。

工业以太网交换机负责实现电力系统中的通信。嵌入式Web服务器负责读取及修改交换机配置参数等信息，包括系统配置、端口配置、VL AN配置、冗余保护配置、QOS与带宽管理、多播配置、安全性配置、告警与日志，设备诊断与工具的配置管理功能。远程客户端可通过对嵌入式Web服务器发生命令实现用户对设备的远程管理、控制、监测等操作。
基于Web的电力系统通信配置管理通过在嵌入式设备工业以太网交换机中构建Web Server，实现对工业以太网交换机进行远程访问、参数配置及管理，简单直观，用户不需安装特别的客户端软件，使用常规网页浏览器即可。

3 应用软件设计
嵌入式Web服务器的软件主要由嵌入式操作系统Linux，GoAhead，Web Server和在此基础上的应用程序组成，如图2所示。应用程序包括系统配置模块、交换功能模块、告警与日志模块、设备诊断与工具模块。

系统配置模块供用户通过Web页面来修改交换机的系统参数，如网络参数、系统时间、系统标识、时间同步服务器等。
交换功能模块供用户通过Web页面配置交换机的交换功能参数，如端口参数、Vlan参数、冗余保护配置、QoS配置、带宽管理、MAC管理等。
告警与日志模块供用户通过Web页面配置交换机的告警参数，选择需告警及记录的事件，并将告警事件记录与日志中供用户下载。
设备诊断与工具提供系统配置信息供用户查看，并提供端口镜像等设备诊断工具。
3．1 应用软件工作流程
嵌入式Web管理软件系统采用GoAhead作为嵌入式Web服务器，客户端界面大部分采用Dreamweaver制作。用户使用时进入某一功能页面，Web管理软件系统自动为该页面进行初始化ASP过程，读取系统该功能配置信息供用户查看，用户更改功能参数后，提交表单修改功能参数，Web管理软件系统执行Goform过程进行参数配置。详细工作流程如图3所示。

该软件系统中大部分客户端页面采用Drearnweaver制作，在页面代码中指定onload初始化及form动作与服务器端的调用函数，并采用Jav aScript语言对页面参数进行判断。Dreamweaver作为一款图形化设计软件，设计过程可视化，故便于修改及美化，但由于每个页面均要制作一个ASP文件，占用较大空间，且ASP文件制作完成之后在应用过程中不易根据功能参数自动修改页面，在使用过程中受到限制。
3．2 应用软件关键技术
工业以太网交换机在电力系统应用时，部分功能较为复杂，故对配置管理端要求较高，既要满足复杂的配置要求，又要达到客户端操作的方便性，如果以传统Drearnweaver制作客户端页面、GoAhead作为服务器的方式制作Web配置管理功能，很难达到客户端操作的方便性。故针对此问题，该软件系统针对复杂交换功能配置采用嵌入式Web服务器GoAhead的Goform过程进行客户端页面制作。GoAhead中Goform过程制作客户端页面可根据功能参数实时生成页面，根据功能参数的不同，为用户生成不同的操作界面，可给用户带来良好的操作感受，且由于不需单独制作页面文件，占用极少的存储空间。但Goform制作页面过程为纯代码过程，在制作完成且运行软件系统之前无法看到页面效果，故不易进行修改与美化。采用嵌入式Web服务器GoAhead中Goform过程制作的客户端页面的工作流程不固定，需根据具体需求进行灵活制作。以该软件系统中VLAN配置为例。在电力系统中应用的工业以太网交换机中，VLAN配置需对各端口VLAN进行配置，各端口VLAN可配置为Access，Tru nk，Hybrid三种类型中的一个，且各类型VLAN下的配置参数不同，其中Access类型只需设置本地VLAN号、Trunk类型需配置本地VLAN号及包含VLAN号、Hybrid类型需配置本地VLAN号、包含VLAN号及各VLAN是否需带标签、接收报文类型。在该软件系统中，通过嵌入式Web服务器GoAhe ad中Goform过程制作客户端VLAN配置页面，由于是在服务器端制作，故可随时获取服务器中数据。当用户点击VLAN配置页面时，Web服务器向客户端浏览器打印已初始化参数的配置页面，默认显示端口1的VLAN配置，当更换端口或类型时，服务器重新按用户选择的端口或类型打印已初始化参数的配置页面，当用户点击提交表单时，服务器执行另一配置Goform过程完成配置。VLAN配置流程如图4所示。