嵌入式WEB服務(wù)器在太陽(yáng)能發(fā)電站監測系統中的設計應用

監控系統分2種，C/S模式和B/S模式。C/S模式需要在PC安裝客戶(hù)端，在嵌入式系統上還需要安裝服務(wù)端，這在設計上不僅加大了開(kāi)發(fā)工作量，而且還得配備專(zhuān)用電腦，但有時(shí)候在工業(yè)現場(chǎng)上是沒(méi)有辦法做到的。而B(niǎo)/S模式則顯得其靈活性和成本低廉性。首先在B/S模式下面我們只需要開(kāi)發(fā)單個(gè)WEB應用，客戶(hù)端和服務(wù)端程序都不需要。其次還可以用具備瀏覽器的終端設備來(lái)隨時(shí)隨地瀏覽察看和控制后端設備。另外還可以省下其他監控硬件設備，有效降低了成本，增強整套系統市場(chǎng)競爭力。

綜合考慮本系統采用B/S方式。監控系統以ARM11微處理器（SC6410）為硬件核心，嵌入式Linux為軟件核心的綜合平臺方案。在此平臺上設計了基于Linux嵌入式Web太陽(yáng)能監控系統。此監控系統以Ajax為網(wǎng)頁(yè)前端通訊方式，Cgi進(jìn)程、Php進(jìn)程、485進(jìn)程為后端數據處理方式。監控系統只存設備上運行，在和設備聯(lián)網(wǎng)的任何地方，儀通過(guò)瀏覽器就可以直接監控太陽(yáng)能設備，打破了距離的限制，提高了軟件的保密性。

1監控系統的硬件結構

監控系統硬件分為核心板和底板2個(gè)部分。核心板使用S3C6410處理器，外擴128MBSDRAM和256MBFLASH外部存儲器。底板采用的是RS485采集接口，3線(xiàn)RS232串口，SD卡存儲接口以及以太網(wǎng)控制器和RJ45組成的以太網(wǎng)接口，硬件結構如圖1所示。

圖1系統硬件結構圖

RS485通訊接口按照協(xié)議把太陽(yáng)能設備參數讀取并發(fā)送主控芯片（S3C6410）。主控芯片接受485采集數據并存放Sqlite3數據庫。經(jīng)程序處理、分析后的數據在網(wǎng)頁(yè)上以動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)和表格形式顯示，除此之外實(shí)現網(wǎng)頁(yè)上發(fā)送指令修改太陽(yáng)能設備參數。該監控系統完成參數以表格和曲線(xiàn)等多種形式的展示以及太陽(yáng)能設備參數的配置，極大方便了客戶(hù)，提高了客戶(hù)使用友好性。

2監控系統運行環(huán)境移植

2.1嵌入式CGI的C庫移植

2.1.1下載cgic205.tar.gz

下載地址：http://www.boutell.com/cgic/#0btain

2.1.2解壓

解壓壓縮文件到/home/cgic/目錄

#tar-czvfcgic205.tar.gz

#cdcgic205

2.1.3編譯

修改其makefile里面的編譯參數

CC=arm-linux-gcc

AR=arm-linux-ar

RANLIB=arm-linux-ranlib.

#make

拷貝libcgic.a庫到設備/usr/lib/目錄下。

2.2嵌入式數據庫Sqlite3移植

2.2.1下載sqlite3-autoconf-3070900.tar.gz

下載地址：http://www.sqlite.org/download.html

2.2.2解壓

解壓壓縮文件到/home/sqlite3/目錄

#tar-czvfsqlite3-autoconf-3070900.tar.gz

#cdsqlite3-autoconf-3070900

2.2.3編譯

#./configure

--host=arm-linux-

--prefix=/opt/sqlite3/install3.7.4

--disable--tc

#make

#makeinstall

拷貝/opt/sqlite3/install3.7.4目錄下lib和bin文件到設備上對應目錄。

2.3WEB服務(wù)器Appweb軟件移植

2.3.1下載Appweb3.3.0.tar.gz

下載地：http://appwebserver.org/downloads/appweb/download.ejs

2.3.2解壓

解壓文件到/home/appweb/目錄

#tar-czvfappweb3.3.0.tar.gz

#cdappweb3.3.0

2.3.3編譯

#./configure

--prefix=/home/my

--target=arm-sc6410-linux

--build=i686-pc-linux

--enable-log

--static

--port=80

--with-php=/home/cgi-php;

#makeTRACE=1

#makeROOT_DIR=/home/myinstall

在/home/cgi-php目錄里面要有編譯好的php5動(dòng)態(tài)庫，編譯的Appweb服務(wù)器才會(huì )支持php功能。

拷貝home/my目錄里面的文件到設備對應目錄，同時(shí)拷貝php動(dòng)態(tài)庫到/usr/lib目錄，至此監控系統運行環(huán)境移植完畢。

2.3.4驗證Appweb服務(wù)器

編寫(xiě)以下代碼并保存為文件test.php,放至設備/www/目錄下

在PC機瀏覽器地址上輸入設備地址：192.168.0.80/test.php.如果瀏覽器網(wǎng)頁(yè)中顯示okphp,就證明嵌入式Appweb帶php開(kāi)發(fā)功能且支持Sqlite3數據庫軟件運行環(huán)境已經(jīng)移植完畢?，F在Web服務(wù)器能支持Cgi和Php這兩項功能，而類(lèi)似boa,shttpd等嵌入式Web只是支持Cgi,在后臺的處理上功能比較弱，不能完成較復雜的數據處理。

3監控系統軟件的設計與實(shí)現

監控系統軟件基于Linux操作系統，主要分為Cgi模塊、Php模塊、485進(jìn)程模塊。Cgi模塊主要是要負責密碼驗證、修改、以及發(fā)送消息給485掃描進(jìn)程進(jìn)行對太陽(yáng)能設備參數進(jìn)行配置。Php模塊主要負責從數據庫中提取出數據分析、處理后送給前臺。485進(jìn)程模塊主要是自定義通訊協(xié)議，掃描在線(xiàn)太陽(yáng)能逆變器來(lái)獲取其基本屬性參數并且經(jīng)過(guò)處理后存放在設備sqlite3數據庫里，一切圖形顯示和圖表顯示以及參數修改等數據全部是從數據庫中取得。監控系統軟件架構及其功能模塊如圖2所示。

圖2軟件架構及功能模塊圖

3.1監控系統軟件設計技術(shù)

3.1.1軟件通訊技術(shù)

軟件通訊方式是Ajax,她是結合了Java技術(shù)、XML以及JavaScriDt等編程技術(shù)，可以讓開(kāi)發(fā)人員構建基于Java技術(shù)的Web應用，并打破了使用頁(yè)面重載的慣例。用戶(hù)可以創(chuàng )建接近本地桌面應用的直接、更豐富、更動(dòng)態(tài)的Web用戶(hù)界面。

3.1.2軟件Javascipt基礎庫

整個(gè)系統軟件前端軟件開(kāi)發(fā)主要是基于Jayascipt的庫JQuery.她簡(jiǎn)化了前端開(kāi)發(fā)的工作，提供了豐富的函數接口。

3.1.3軟件曲線(xiàn)顯示插件技術(shù)

系統曲線(xiàn)顯示部分主要是由Flot插件來(lái)完成的。Flot是一個(gè)非常強大的利用js來(lái)畫(huà)出圖表的jquery插件，并且支持幾乎所有主流瀏覽器，包括IE6+.在本系統中主要采用此插件來(lái)完成歷史和實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的繪制。

3.1.4軟件圖表顯示插件技術(shù)

系統圖表顯示部分主要是由JGrid插件實(shí)現。她能完成大部分常用工作的表格和分頁(yè)功能的表單，在本系統中主要用來(lái)顯示和實(shí)時(shí)更新在線(xiàn)太陽(yáng)能設備的基本參數。