一、概述

隨著internet的廣泛普及和通信技術的高速發展，大量基于tcp/ip的internet應用可以被部署在嵌入式平臺之上，同時各種嵌入式設備可以和pc機一樣連入網絡之中。由此發展的嵌入式互聯網技術(ei)解決了不同網絡與internet之間連通的問題，使得通過嵌入式互聯網對網絡中嵌入式設備的在線遠程訪問、控制與管理成為可能。目前，對分布在internet網絡中的嵌入式設備進行高效、可靠的集中遠程控制和管理成為嵌入式技術中較為高端的課題。

基于嵌入式網絡技術，研究并實現了一種用于嵌入式設備的監控系統。該系統采用客戶端)服務器架構#通過在嵌入式設備中內建一個嵌入式web服務器，可使得相應的嵌入式設備直接接入internet。同時用戶可使用標準的網絡瀏覽器#通過網絡對此設備進行訪問%控制和管理。

二、系統架構

微處理器(mpu)和微控制器(mcu)用于嵌入式設備的監視和控制，成為嵌入式系統的核心。為了在不同的mpu/mcu間相互通信，許多工業項目采用rs-232、rs-485及can等通信標準，但這些途徑的通信速度和距離都有較大局限性，若要將其與internet互聯需要特殊的嵌入式網關的支持，給實際使用造成很大的不便。ei是一種用于嵌入式設備接入internet的互聯技術，它可使嵌入式設備方便可靠地接入internet中。

為了使嵌入式設備可以連接到internet并讓用戶通過標準的web瀏覽器對其進行操作，ei的關鍵技術在于使嵌入式設備可以支持http服務并具有web服務器的功能。對于網絡用戶而言，ews提供了一個基于web的圖形界面，以便于其對接入internet的多種嵌入式設備進行統一的標準化管理，而不再需要特殊的專用協議和管理軟件。監控系統的架構如圖1所示。

三、軟件架構

采用瀏覽器/服務器的結構實現，其中包括兩部分——網絡瀏覽器與ews，ews通過嵌入式網絡技術實現其功能。在實際應用中，ews被配置在嵌入式設備中，作為設備的一部分而存在，這使得該設備無需更多改動或配置即可直接接入網絡。與此同時ews還內建了tcp/ip協議棧、嵌入式文件系統、設備網關及硬件接口等組件，其基本架構如圖2所示。

在該架構中，嵌入式文件系統對事先配置的監控頁面進行存儲和管理。嵌入式設備網關實現了tcp/ip與實際使用的特定設備自身控制協議之間的相互轉換，從而實現了雙向透明通信。兩種不同結構的網絡便可通過嵌入式設備相互連接，而硬件接口則負責ews、硬件設備及網絡之間的連接。

當本系統工作時，首先ews接收到來自局域網的客戶端基于網址的請求并回應該請求。通過回應事先配置好并存放在嵌入式文件系統中的監控網頁界面，用戶可通過標準的瀏覽器向遠端設備發送指令。該指令經由互聯網傳送后被設備網關接收，設備網關將其翻譯為專用指令并進一步傳遞給硬件設備本身。與此同時，設備數據或信號也被傳輸給遠程客戶端以供用戶查看。

四、嵌入式文件系統

在實際工作時，根據客戶端瀏覽器的請求，ews將相應的管理頁面發送至客戶端。因此對于本系統來說，必需要實現對這些頁面文件的存儲和訪問管理，為此在本系統中內建了一個嵌入式文件系統以便于對flash中的頁面文件及其他數據進行管理和訪問控制。

文件系統根據文件的名稱、長度及起始地址對其進行管理。在結構上，該文件系統并未采用多級目錄，而是將所有的文件都列于單個根目錄之下。這種目錄結構雖然并不適合于容量快速增加的文件系統，但定位和提取文件的速度有較大的優勢。

當本監控系統的文件需要進行較大的變更時，可通過tftp協議對文件系統進行重構。雖然這種文件系統的結構和功能比較簡單，但可滿足絕大多數情況下嵌入式互聯網的需求，即頻繁地文件訪問和較少地文件變更。

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