嵌入式Web Services及其在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著嵌入式和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，資源共享、數(shù)據(jù)交互和相互協(xié)作是嵌入式系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的需求。作為專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用功能，軟硬件資源嚴(yán)格受限，信息相對(duì)獨(dú)立，不同嵌入式系統(tǒng)其軟硬件資源也往往不同，web服務(wù)以TCP/IP、HTTP和SOAP為通信協(xié)議，具有接口統(tǒng)一、松散耦合、應(yīng)用集成和可跨越防火墻等特點(diǎn)，正好彌補(bǔ)嵌入式系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信中存在的接口不統(tǒng)一、平臺(tái)異構(gòu)和數(shù)據(jù)獨(dú)立等問題，嵌入式的web服務(wù)化是嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和

2、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。
　　在嵌入式系統(tǒng)上應(yīng)用web services會(huì)受其軟硬件資源嚴(yán)格受限的制約，目前，嵌入式web services尚處于待研究和探索萌芽階段，如何讓嵌入式web services既能充分利用web服務(wù)的接口統(tǒng)一、松耦合和可跨防火墻等特點(diǎn)，又不影響嵌入式系統(tǒng)的正常工作則是嵌入式web services研究的關(guān)鍵問題，本文研究?jī)?nèi)容是實(shí)現(xiàn)嵌入式web services并將其應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以驗(yàn)證該web se

3、rvices的可行性和正確性。
　　本文首先深入研究了國內(nèi)外嵌入式web services的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了本論文中嵌入式系統(tǒng)軟硬件資源情況以及web services技術(shù)中TCP/IP、HTTP、SOAP等支撐協(xié)議的特點(diǎn)，由此確定了在此嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)web services的可行性，隨后從應(yīng)用服務(wù)的角度分析了在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)web services的服務(wù)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案。
　　本文在以ARM為內(nèi)核的STM32F407I

4、GT6芯片上移植嵌入式免費(fèi)開源的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)FreeRTOS和輕量級(jí)TCP/IP協(xié)議棧LwIP，并測(cè)試了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)效果和網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量，保證了嵌入式web services的底層技術(shù)的可靠性。隨后，設(shè)計(jì)了一款精簡(jiǎn)版的HTTP1.1協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了其中的POST和GET方法，保證了web services對(duì)HTTP最基本的要求。XML為web services中傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)化和固化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)了一款C語言版的“推”模式XML解析器，該解

5、析器基于事件驅(qū)動(dòng)，響應(yīng)速度快，節(jié)省內(nèi)存;并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了SOAP消息處理器，用來處理嵌入式web services中傳輸?shù)腟OAP消息。
　　以上工作完成了嵌入式web services所需的基礎(chǔ)通信協(xié)議，本文在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體的服務(wù)需求，以組成原理課程實(shí)驗(yàn)為應(yīng)用背景，將實(shí)驗(yàn)課程中底層的FPGA硬件功能封裝成向外提供的web服務(wù)，將客戶端的實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)成調(diào)用該web服務(wù)的客戶端請(qǐng)求，由此將此嵌入式web services與具體服