基于嵌入式web服务器的远程监控系统的研究与应用

摘要

网络技术的发展，使得各个行业越来越离不开互联网以及各种网络设备，这也使得嵌入式web的监控系统在工程应用领域受到越来越广泛的关注。将工业设备接入到互联网既可以方便工作人员的监控查看，也可以对生产效率的提升起到一定的促进作用。而为了方便对设备的监控，采用图形化的web界面可以实现友好的用户交互。对于功能较强的处理器，由于其具有丰富的硬件资源，可以通过移植带有TCP/IP协议的操作系统到处理器内来实现网络连接服务的功能。而对硬件资源相对较小的微监控芯片，则可以采用移植精简的TCP/IP协议到处理芯片内来实现网络服务的功能。
　　本文以煤矿环境参数监控作为研究对象，通过意法半导体的STM32F407处理器来完成网络连接与服务的任务。设计采用STM32F407作为核心处理器，内部通过移植HTTP协议来实现网络服务，在STM32F407上完成网络的物理连接任务。论文先对嵌入式web服务进行了基本的介绍，然后就设计需要的技术进行详细的叙述，并介绍了系统的硬件结构连接、软件的设计以及协议的移植。并且就在无操作系统的情况下进行web服务器的移植操作进行详细的设计。在设计远程监控应用系统时，在服务器中运用CGI和SSI技术，通过web浏览器实现了用户与监控系统间动态交互的功能。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 课题研究背景意义

1．3 国内外发展现状

1．3．1 国外发展现状

1．3．2 国内发展现状

1．4 关键技术介绍

1．4．1 远程监控系统

1．4．2 嵌入式系统

1．4．3 嵌入式web服务器

1．5 主要研究内容及论文架构

1．5．1 主要研究内容

1．5．2 论文结构安排

第2章 嵌入式web监控系统实现方案

2．1 嵌入式web服务器实现方案对比

2．2 远程监控系统中嵌入式web服务器的方案确立

2．3 本章小结

第3章 WEB通信原理分析

3．1 TOP／IP协议介绍

3．1．1 TCP／IP体系结构

3．1．2 TCP／IP体系中主要协议介绍

3．2 web通信基础

3．3 通用网关接口与服务器端嵌入技术

第4章 系统硬件平台设计

4．1 硬件总体方案

4．2 主要芯片介绍

4．2．1 主控芯片STM32F407

4．2．2 以太网控制芯片ENC28J60

4．3 系统电路设计

4．3．1 STM32F407主控芯片电路设计

4．3．2 SDRAM电路设计

4．3．3 FLASH存储器电路

4．3．4 网络接口电路设计

4．3．5 传感器采集及控制设备接口

4．4 本章小结

第5章 系统软件设计

5．1 系统软件总体设计

5．2 底层驱动程序设计

5．2．1 网卡驱动程序的编写

5．2．2 传感器及控制接口驱动程序

5．3 LWIP协议移植

5．3．1 LWIP协议栈分析

5．3．2 LWIP在STM32F407上的实现

5．4 Web server程序的实现

5．4．1 web server应用程序开发软件平台的搭建

5．4．2 web server应用程序开发

5．5 本章小结

第6章 系统调试与分析

第7章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢