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1 uIP協(xié)議棧的移植 協(xié)議棧采用瑞典計算機科學(xué)研究所Adam Dunkels開(kāi)發(fā)的uIP0．9。其功能特性總結如下：完整的說(shuō)明文檔和公開(kāi)的源代碼(全部用C語(yǔ)言編寫(xiě)，并附有詳細注釋)；極少的代碼占用量和RAM資源要求，尤其適用于8/16位單片機；高度可配置性，以適應不同資源條件和應用場(chǎng)合；支持ARP、IP、ICMP、TCP、UDP(可選)等必要的功能特性；支持多個(gè)主動(dòng)連接和被動(dòng)連接并發(fā)，支持連接的動(dòng)態(tài)分配和釋放；簡(jiǎn)易的應用層接口和設備驅動(dòng)層接口；完善的示例程序和應用協(xié)議實(shí)現范例。 要想使uIP協(xié)議棧順利運行，需要為其編寫(xiě)驅動(dòng)程序，包括CS8900A的初始化、發(fā)送函數以及接收函數。接收數據放在uip_buf里，供uip_input()函數處理。發(fā)送數據長(cháng)度為uip_len。首先發(fā)送uip-bur中前(40+UIP_LLH_LEN)個(gè)數據，接著(zhù)發(fā)送uip-appdata指針所指向的存儲區域的數據。這是因為uip-buf中前(40+UIP_LLH_LEN)個(gè)數據是物理層添加的頭，即日的物理地址與本地物理地址，而后部分數據是應用層處理后返同的數據。 另一個(gè)需要驅動(dòng)程序支 持的函數是uip_periodic(conn)。這個(gè)函數用于uIP內核對各連接的定時(shí)輪詢(xún)，因此需要一個(gè)硬件支持的定時(shí)程序周期性地用它輪詢(xún)各連接。一般用于檢查主機是否有數據要發(fā)送，若有，則構造IP包。 需要注意的問(wèn)題是：一般情況下，C語(yǔ)言的結構體struct是4字節對齊的，但是在處理數據包時(shí)，uIP是根據結構體中不同數據的長(cháng)度來(lái)讀取相應數據的，所以一定要在定義struct時(shí)使用_(attrlbute)_packed關(guān)鍵字，讓編譯器放棄struct的字節對齊。 2 嵌入式Web Servor的工作過(guò)程 2．1 靜態(tài)Web Server Web Servet是基于HTTP協(xié)泌的。在實(shí)驗箱上搭建的嵌入式Web Seiver一直處于監聽(tīng)狀態(tài)，即一直判斷網(wǎng)卡的接收數據位是否置位。若是，則調用uip_input()函數處理uip-buf[]里的數據。 當在PC端瀏覽器的地址欄里輸入ARM的IP地址并按下回車(chē)鍵時(shí)，PC端首先發(fā)一個(gè)arp查詢(xún)包。接收到arp應答后，PC端與ARM建立連接。經(jīng)過(guò)3次握手后，TCP1連接已經(jīng)建立起來(lái)了，客戶(hù)機現在向端口 80(HTTP端口)發(fā)送一個(gè)請求。具體的數據包如圖1所示。 Web服務(wù)器會(huì )處理此請求，Web頁(yè)面將在接下來(lái)的數據包中返同。HTTP的GET請求并沒(méi)有指定具體的HTML頁(yè)面，Web服務(wù)器返回默認頁(yè)面，即index．html。具體的數據包如圖2所示。 服務(wù)器處理Web頁(yè)面請求：服務(wù)器基于IP地址和客戶(hù)機請求的端口號來(lái)響應Web業(yè)務(wù)。該響應包括建立Web頁(yè)面需要的信息，客戶(hù)機的Web瀏覽器(如IE)得到這些消息并顯示在屏幕上。如果需要從Web服務(wù)器得到更多信息(如圖片、按鈕、動(dòng)畫(huà)等)，則客戶(hù)端會(huì )繼續發(fā)送請求，直到完整顯示整個(gè)Web頁(yè)面。 2.2 CGI 如果僅僅傳送靜態(tài)的HTML頁(yè)面，那么上述的技術(shù)已經(jīng)足夠。然而，在構造嵌入式Web Server時(shí)，更需要一些動(dòng)態(tài)數據，如溫度、電壓等動(dòng)態(tài)物理量。這時(shí)就需要引入通用網(wǎng)關(guān)接口CGI(Common Gateway Interface)。CGI是HTTP服務(wù)器與其他機器上的程序進(jìn)行“交談”的一種工具，其程序須運行在網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器上。絕大多數的CGI程序被用來(lái)解釋處理來(lái)自表單的輸入信息，并在服務(wù)器產(chǎn)生相應的處理，或將相應的信息反饋給瀏覽器。CGI程序使網(wǎng)頁(yè)具有交互功能。 CGl處理步驟：
2．3 EGl CGI適用于PC機上，然而在嵌入式系統中并不是很好用，因此程序員被迫要用print聲明創(chuàng )建整個(gè)網(wǎng)頁(yè)，而不是通過(guò)更新已存在頁(yè)的變量來(lái)整合出想要的數據。因此人們提出了一種新的技術(shù)——EGI(Embeded(Gateway In-terface)。下面結合uIP協(xié)議棧在嵌入式系統中的移植來(lái)具體探索EGI技術(shù)在嵌入式Web Server的應用。 如上所述，當客戶(hù)端瀏覽器的地址欄輸入Web Server地址后，客戶(hù)端與Web Server建立了連接，并在這個(gè)連接之上傳輸數據。 在server端，系統通過(guò)A/D轉換采集模擬量，得到的結果存放在2個(gè)全局變量ADl和AD2里。在PC端，瀏覽器發(fā)出的請求包已經(jīng)改變?yōu)閳D3所示的情況。 比較圖1和圖3可以很清楚地看到，劃線(xiàn)部分是兩種請求的不同之處。服務(wù)器會(huì )判斷是否為EGI請求。如果是，服務(wù)器就調用EGI程序。下面是EGI的執行步驟： ①判斷客戶(hù)端申請的頁(yè)面，并發(fā)出HTML頁(yè)面頭；服務(wù)器的文件組織是一個(gè)隊列的結構形式。以筆者的課題為例，文件服務(wù)器包括：index．htm、about．htm、contro1．html等靜態(tài)頁(yè)面，也包括file_headr_html.htm、file_cgi、file_foot_html．plain等動(dòng)態(tài)頁(yè)面。找出／cgi／后，空格(0x20)前的字符串，也就是“files”，然后用這個(gè)字符串在隊列中的文件名中進(jìn)行查找。如果匹配，就對該文件進(jìn)行字符處理，即對file_cgi進(jìn)行處理。預先規定cgi文件里包括3部分：I/文件頭／；c(a．b，c)；I／文件尾／。I包含文件頭或文件尾，c是EGI處理，有a、b、c三種EGI處理方法。服務(wù)器第1步就是發(fā)送I／文件頭／中的文件頭。即file-headr_html.htm。 ②處理完cgi文件里第1部分后，進(jìn)入第2部分，即c(a．b，c)。這里可以進(jìn)行A／D轉換，并將結果發(fā)送出去。 ③處理cgi文件里第3部分，發(fā)送文件尾，即file_foot_html.plain。 EGI技術(shù)的出現使我們可以根據申請，即時(shí)構造頁(yè)面。這在數據采集、實(shí)時(shí)監控領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。下面是本課題中應用EGI技術(shù)，在瀏覽器里以圖表形式實(shí)時(shí)顯示采集到的模擬量。如圖4所示，用兩個(gè)類(lèi)似溫度計的圖形來(lái)顯示服務(wù)器端采集到的數據�？蛻�(hù)端每隔一段時(shí)間就自動(dòng)刷新顯示，發(fā)送EGI請求，服務(wù)器端把最新的數據所構造的網(wǎng)頁(yè)發(fā)送過(guò)來(lái)。 3 結論 目前，嵌入式Web Server應用在多種場(chǎng)合，EGI技術(shù)的引入使嵌入式Web具有動(dòng)態(tài)交互功能，如使得遠程監控、測量成為現實(shí)。 |
