嵌入式Web服务器在污染源自动监控系统中的应用

摘要

环境污染问题随着我国经济的高速发展显得日益突出。环境保护是落实科学发展观、可持续发展、构建和谐社会的重要内容。环境监测作为环保各项工作的数据来源、污染度量、环境决策与管理依据的组成部分，在环保工作中具有重要作用。
　　 本文研究了在低成本的32位嵌入式系统上实现嵌入式web远程监控，并将此技术应用于污染源自动监控，其网络层次从底层逐级向上可分为现场层、网络传输层和中心监控层三个层次。现场层包括嵌入式Web服务器，数据采集传感器仪和设备控制器，完成数据采集、存储、发送及命令接收等方面的功能。网络传输层指用于实现数据传输的网络实体。中心监控层即用户交互界面，使用Web浏览器通过网络传输层和现场层相互通信，交换数据，下达指令，以实现对现场层的集中远程监控。
　　 本文以嵌入式系统为指导思想，结合了TCP/IP协议和Web服务器技术，尽可能的提供一个简单、灵活、高效的，适合于现代环境新特性的监控软件。对嵌入式操作系统、TCP/IP协议栈、文件系统进行了研究和移植，并在此基础上了给出了完整的嵌入式Web服务器和TFTP服务器的实现方案，并应用到污染源在线监控系统中。
　　 系统采用CGI技术实现了嵌入式Web服务器和浏览器之间的请求响应过程，采用AJAX技术无刷新的更新Web监控页面，实现监控数据的动态实时显示，并结合VML和JavaScript实现了Web绘图功能。另外，这个嵌入式Web服务器小而功能全面，它实现了设备状态的访问与控制，系统参数的查询与设置，用户管理，会话管理，文件上传，日志管理等功能。经测试证明，系统运行稳定，功能全面，对实现类似系统有很好的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 本论文研究的意义

1.3 嵌入式WEB研究的历史与现状

1.4 本文研究内容

1.5 本文组织结构

1.6 本章小结

第二章 系统总体设计方案及开发环境

2.1 系统的总体设计方案

2.1.1 总体结构

2.1.2 系统功能

2.1.3 系统工作原理

2.2 开发环境

2.2.1 开发步骤

2.2.2 交叉开发平台

2.2.3 仿真器与下载工具的选择

2.3 本章小结

第三章 系统硬件及软件平台的实现

3.1 嵌入式微处理器ARM

3.1.1 ARM处理器

3.1.2 ARM7TDMI内核

3.2 系统硬件平台

3.2.1 嵌入式系统硬件结构

3.2.2 系统硬件整体构成

3.2.3 数据采集系统

3.3 系统软件平台

3.3.1 操作系统的选用及移植

3.3.2 μC/TCP-IP

3.3.3 嵌入式文件系统μC/FS

3.3.4 嵌入式Web服务器

3.3.5 TFTP服务器

3.4 本章小结

第四章 嵌入式Web服务器在污染源监控中的应用

4.1 整体框架

4.2 CGI的实现

4.3 客户端技术的应用

4.3.1 AJAX技术

4.3.2 AJAX技术的应用

4.4 系统功能实现

4.4.1 实时监控曲线

4.4.2 系统参数设置

4.4.3 网络参数设置

4.4.4 设备状态控制

4.4.5 文件上传

4.4.6 用户管理

4.4.7 会话管理

4.4.8 日志管理

4.5 系统升级与维护

4.6 本章小结

第五章 系统测试与分析

5.1 实验环境

5.2 网络连接测试

5.3 任务调度测试

5.4 文件系统测试

5.5 TFTP服务器测试

5.6 嵌入式WEB服务器测试

5.7 A/D转换测试

5.8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢