基于Linux的WEB服務(wù)器的設計與實(shí)現

2.3 嵌入式 Web服務(wù)器接口模塊的實(shí)現

在本系統中為了滿(mǎn)足不同工業(yè)控制系統的需要，設計有串口、CAN總線(xiàn)接口、Modem接口和 RS-485接口。系統在啟動(dòng)時(shí)，從系統的 FLASH中讀取 120個(gè)字節的初始化信息，并據此來(lái)判斷是否開(kāi)啟接口，并對所開(kāi)啟的接口進(jìn)行初始化。由于各個(gè)模塊的初始化函數己經(jīng)存在，因此系統初始化時(shí)，只要調用相應的函數就夠了。PPP已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò )模塊部分介紹，而 RS-485的使用和普通串口的初始化相似，本部分主要介紹 RS-232和 CAN。

2.3.1 RS-232串口驅動(dòng)函數設計

系統的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是 Java，但 Java本身不提供對串口操作的類(lèi)，要實(shí)現對串口的讀寫(xiě)操作，需要用第三方 API函數完成，實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使用串口通訊協(xié)議開(kāi)發(fā)包 comm.jar，它是 J2SE的標準擴展，支持 RS-231串口，并提供了一種與平臺無(wú)關(guān)的串口通信機制。

串口驅動(dòng)主要實(shí)現對串口的讀寫(xiě)操作，給應用程序提供發(fā)詢(xún)接收數據的接口。串口正常工作之前，需要進(jìn)行初始化設置，因此驅動(dòng)中還有初始化函數。串口的驅動(dòng)函數串口的驅動(dòng)函數主要包括： serialInit()用來(lái)初始化 UART、serialRead()用來(lái)接收字節組、 serialWrite()用來(lái)發(fā)送字節組。

2.3.2 CAN總線(xiàn)模塊 CAN接口在工業(yè)控制系統的運用越來(lái)越廣泛，操作系統提供了對 CAN進(jìn)行操作的

dalsem.com.CanBus類(lèi)，如要對 CAN進(jìn)行操作，首先要建立一個(gè) CAN的對象。

CanBus canTest = new CanBus(CanBus.CANBUS0);

由于 DS80C400只提供一個(gè) CAN控制器，所以只能選用 CANBUS0。一旦對象被初始化，就需要設置 CAN的速率。 CAN速率的設置通過(guò)設置 Prescaler，TSEGI，TSEGZ和同步段來(lái)完成。CAN的計算速率為：CAN波特率=晶振頻率/Prescaler+（TSEG1+TSEG2）。

將上述設置完成后，就可以使 CAN控制器使能了：canTest.enableController()；要想完成幀的發(fā)送和接收，除了在信息中心設置接收和發(fā)送模式外，還必須先定義一個(gè) CanFrame的對象即 CanFrame frame =new CanFrame()；要接收一個(gè) CAN的幀時(shí)，信息是以 CanFrame對象的形式進(jìn)行接收，并且調用 canTest.receive(frame)；如要發(fā)送數據，也必須將數據封裝層 CanFrame對象的形式進(jìn)行發(fā)送，并且調用 canTest.sendFrame(frame)。

2.4人機接口模塊

本系統將瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結構和客戶(hù)端/服務(wù)器(C/S)結構相結合，客戶(hù)端仍只需使用易于操作的 Web瀏覽器，使用該模式不僅統一了用戶(hù)界面，為用戶(hù)對系統的查詢(xún)和操作提供了極大的方便，系統還通過(guò) Java Applet平衡了服務(wù)器端與瀏覽器端的負載狀況。

為了對控制對象進(jìn)行遠程操作， Web頁(yè)面需要給用戶(hù)提供三個(gè)功能：一是現場(chǎng)設備查詢(xún)，主要是對現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)和采集數據進(jìn)行查詢(xún)；二是設備遠程控制，提供對運行現場(chǎng)某些參數的修改能力；三是報警 (如高限報警、下限報警等 )，如果現場(chǎng)設備超過(guò)設定的報警值，一方面會(huì )在網(wǎng)頁(yè)上發(fā)出聲音警報。此外還會(huì )在后臺向指定的郵箱發(fā)送報警郵件。

2.4.1 網(wǎng)頁(yè)的交互方式

Web系統主要采用 HTTP協(xié)議。HTTP采用請求/響應的握手方式，每個(gè) HTTP交互都由從客戶(hù)端發(fā)往服務(wù)器的請求和從服務(wù)器發(fā)往客戶(hù)端的響應組成。HTTP采用 TCP連接，而且該連接狀態(tài)僅在此次連接中保持，無(wú)論服務(wù)器或是瀏覽器都不會(huì )記憶上次的連接狀態(tài)。在設計中首先采用 com.dalsemi.tininet包中的 http類(lèi)，實(shí)現在 80端口等待客戶(hù)端的請求。其主要實(shí)現如下：

HTTPServer httpd = new HTTPServer(80); 然后給出將對應的 HTML頁(yè)面返回到瀏覽器。 httpd.setIndexPage(“index.html”);初始化結束后，Web服務(wù)器進(jìn)入正常的工作狀態(tài)以輪詢(xún)的方式來(lái)進(jìn)行處理。

2.5 系統的遠程加載和調試

為了使系統滿(mǎn)足不同任務(wù)的需要，有時(shí)需要對嵌入式系統中運行的軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。本系統可以直接將新版本的監控軟件通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )傳送到現場(chǎng)的嵌入式系統，對原有的軟件進(jìn)行更換，從而實(shí)現軟件的遠程動(dòng)態(tài)更新。利用操作系統自帶的 FTP和 Telnet功能，就可以實(shí)現系統的遠程更新和調試。在系統初始化結束后開(kāi)始運行，一個(gè)線(xiàn)程創(chuàng )建了服務(wù)器套接字(Server Socket)來(lái)偵聽(tīng)客戶(hù)端的 FTP和 Telnet連接請求。我們利用 Telnet和 FTP技術(shù)，可以實(shí)現在 Internet上對嵌入式節點(diǎn)的遠程操作，包括程序的運行和停止、程序下載、在線(xiàn)更新、調試、配置等。

3 總結

本文的創(chuàng )新點(diǎn)是采用 Java技術(shù)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，在實(shí)現傳統的數據采集和發(fā)布的基礎上，還增加了電子郵件功能，使得系統保存日志更為方便，增加了遠程文件的上傳和下載，使得系統可以遠程更新；其次，對原有的操作系統進(jìn)行重新編譯，實(shí)現了對 Rash的加載。從而省去了傳統的通過(guò)電池保護電路來(lái)完成掉電后的數據保存；最后，系統設計了多個(gè)接口可以和不同接口的控制設備相連，增強了系統的通用性。在網(wǎng)絡(luò )接入模式上以太網(wǎng)和 PPP相結合使得系統的靈活性大為增強。