嵌入式WEB服务器技术在控制系统中的应用研究

2013-12-17 16:18 来源:电源网 作者:和静

二 嵌入式Web服务器与标准Web服务器的差别

标准Web服务器,目的是用于电子商务或在Internet上发布网络服务供大多数人访问,是定位在“集中所有的Web服务软件的优点,提供最稳定的、全功能的HTTP服务器”。它的全功能的许多特性都是以牺牲代码空间并占用大量硬件资源为代价的,而工业底层的各种现场设备的各种资源均有限,和PC机有很大的差别,上面这些要求对嵌入式Web服务器来说难以实现。嵌入式Web服务器则更多地关注根据仪表、控制系统的特点设计,以下是嵌入式Web服务器的具体特征。

1. 有限的嵌入式系统资源,较少的代码空间

这是最重要的需求。许多嵌入式设备通常只有有限的存储空间(Flash和RAM),这就要求我们的服务器程序所占的存储空间要小(包括代码空间、堆和栈的大小)。同时,由于大多数嵌入式设备没有很好的存储管理功能,不能对已经分配的存储空间进行有效的回收,所以一旦用于打开某个网页的内存空间被释放之后,很难与临近的内存空间合并,导致将来无法使用。这就要求严格控制嵌入式Web服务器的代码大小,所需内存大小,并采用预分配和静态分配的机制进行存储管理,防止出现内存碎片。

2. 能够支持动态网页的生成

标准Web服务器通常含有大量的静态存储网页,而嵌入式Web服务器要根据需求动态生成网页。这些网页需要实时地反映设备的状态、采集的信号、报警信息,反馈操作的执行结果等等。嵌入式Web服务器必须要求网页能随现场设备的变化而动态更新和生成。通常有以下两种做法来实现动态数据的生成:

(1)通过纯C代码在程序执行时生成HTML的标签来反映动态的数据;

(2)直接生成动态网页,并通过扩展标签来嵌入动态数据。

3. 可以与控制系统、仪器集成

嵌入式WEB服务器应当能与现有的控制设备进行很好地集成,以方便设计。将已有的与设备相关的应用程序接口API与Web服务器集成,可通过不同的途径。不同的嵌入Web服务器供应商会提供不同的方法,目前还没有统一的标准。但比较通用的做法是通过动态服务网页ASP(Active Server Pages)和JavaScript来使设备的应用程序产生的动态结果链接到网页上。

4. 能够支持没有文件系统的设备

许多嵌入式设备通常没有磁盘文件系统或其他大容量存储设备,但仍希望通过网页来对其进行访问和控制,这就要求嵌入式Web服务器能够通过ROM或Flash这样的存储设备来进行网页的存储。

5. 可以移植到新的平台上

和CPU体系结构中嵌入式Web服务器通常要应用在不同的现场设备中,这些设备具有不同的处理器体系,如果Web服

务器具有高度可移植性,则不仅可使更多的不同现场设备提供Web服务,而且能让在Web服务器上的开发经验从一个项目转移到另一个项目上来。

6. 必须有安全保护,严格认证关键信息的访问以及组态、配置的操作

对嵌入式控制系统、仪表设备的信息安全是十分重要的,通常使用的安全模型都应该在嵌入式设备中得到相应的实现,如SSL加密和认证、DDA加密、用户操作权限设置等,保证控制系统信息实时控制的安全可靠。

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控制系统 WEB技术 工业现场

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