1、嵌入式web系統(tǒng)簡(jiǎn)介
在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，人們生活發(fā)生極大的轉(zhuǎn)變，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，信息交互已經(jīng)包含了設(shè)備工廠及工段等各個(gè)環(huán)節(jié)，在這種情況下，為了避免“信息孤島”現(xiàn)象在自動(dòng)化中的產(chǎn)生，必須對(duì)儀表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。近年來(lái)，信息技術(shù)的進(jìn)步促使嵌入式相關(guān)系統(tǒng)的功能得以完善，工業(yè)領(lǐng)域?qū)ζ涞膽?yīng)用也開(kāi)始增加。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是運(yùn)行過(guò)程中，中心為應(yīng)用，基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)技術(shù)，可裁剪性能夠在軟硬件當(dāng)中得以實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)中不同的功能進(jìn)行適應(yīng)，促使專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的功能體積和成本等受到有效限制。同PC機(jī)相比，其擁有更加靈活 穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，在工業(yè)領(lǐng)域的有效應(yīng)用，可以促使其經(jīng)營(yíng)效率得以快速提升。同時(shí)現(xiàn)階段微處理器可以以嵌入式的形式展開(kāi)工作，因此可以保證各種狹窄和惡劣的空間中也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和傳遞，因此這是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵一步。萬(wàn)維網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中，信息服務(wù)功能建立在頁(yè)面檢索基礎(chǔ)上，促使使用者在進(jìn)行頁(yè)面瀏覽的過(guò)程中更加便捷。萬(wàn)維網(wǎng)的運(yùn)行，能夠?qū)Τ谋镜男问竭M(jìn)行充分的利用，訪(fǎng)問(wèn)者以超文本的形式可以對(duì)圖像，視頻及文件等進(jìn)行瀏覽，因此被Internet 廣泛使用。同傳統(tǒng)的web系統(tǒng)相比，文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以及web服務(wù)器可以被有效整合并應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，而該計(jì)算機(jī)具有較高的性能，web服務(wù)器在運(yùn)行過(guò)程中，信息的主要來(lái)源是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，而系統(tǒng)運(yùn)行中要想對(duì)信息進(jìn)行發(fā)布，應(yīng)以web為中心，其運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)web瀏覽器發(fā)出的請(qǐng)求進(jìn)行接收，在這一請(qǐng)求基礎(chǔ)上，可以對(duì)不同的頁(yè)面進(jìn)行瀏覽，并將其傳遞給web瀏覽器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍內(nèi)的信息傳遞。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，促使Web服務(wù)器對(duì)其信息進(jìn)行檢索，因此工作中不要求擁有較高的實(shí)時(shí)性，只要能夠?qū)崿F(xiàn)檢索和正常的查詢(xún)即可。現(xiàn)階段，工業(yè)領(lǐng)域在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，對(duì)嵌入式web技術(shù)的應(yīng)用主要是希望通過(guò)信息技術(shù)來(lái)提升管理質(zhì)量和生產(chǎn)效率，促使web技術(shù)能夠同遠(yuǎn)程控制以及遠(yuǎn)程監(jiān)控進(jìn)行緊密的結(jié)合，而工作人員在日常工作中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，器械的監(jiān)控只要在瀏覽器中進(jìn)行直接觀察即可。現(xiàn)階段，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)信息技術(shù)的要求越來(lái)越高，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀中積極應(yīng)用了嵌入式web技術(shù)，在這種情況下，本文從以下角度展開(kāi)了探討，希望對(duì)我國(guó)工業(yè)進(jìn)步起到促進(jìn)作用。
2、以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀的嵌入式wbe系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
客戶(hù)/服務(wù)器模式即C/S，在進(jìn)行儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果應(yīng)用這種方式，應(yīng)將專(zhuān)用客戶(hù)端軟件安裝與客戶(hù)端當(dāng)中。瀏覽器/服務(wù)器即B/S，將瀏覽器安裝于使用者一端，在WebServer的作用下，數(shù)據(jù)交互可以在服務(wù)器和瀏覽器當(dāng)中實(shí)現(xiàn)。然而，在對(duì)C/S進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，其也展現(xiàn)出一定的缺陷，那就是客戶(hù)端軟件必須在客戶(hù)端進(jìn)行專(zhuān)門(mén)安裝，才能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能，而B(niǎo)/S在應(yīng)用過(guò)程中，能夠在不進(jìn)行軟件專(zhuān)門(mén)安裝的過(guò)程中隨時(shí)隨地的為使用者提供服務(wù)。
①FAT-Server 方式的Web服務(wù)器
兩種不同的架構(gòu)途徑存在于嵌入式Web服務(wù)器當(dāng)中，分別為以CGI為典型的FAT-Server方式和以JavaApplet為代表的LEAN-Server方式。CGI模塊在應(yīng)用過(guò)程中，主站對(duì)使用者請(qǐng)求的接收由EGI方式來(lái)完成，此時(shí)對(duì)不同超文本文件的生成以動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)，gif是常見(jiàn)的超文本文件。而使用者瀏覽器在獲得這些文件的過(guò)程中，需要對(duì)HTTP服務(wù)器進(jìn)行應(yīng)用，這一流程相對(duì)復(fù)雜。
作為一種后臺(tái)程序，HTM文檔具有無(wú)交互性。在使用過(guò)程中，它處于靜態(tài)形式，因此變化不會(huì)產(chǎn)生于文本文件當(dāng)中。CGI技術(shù)在嵌入式Web模塊中的應(yīng)用促使網(wǎng)頁(yè)可以以動(dòng)態(tài)的形式得以構(gòu)成。該技術(shù)在使用過(guò)程中，能夠?qū)⑿畔⒎?wù)器同外部應(yīng)用程序進(jìn)行連接，并保證個(gè)各項(xiàng)操作的實(shí)時(shí)執(zhí)行，在運(yùn)行過(guò)程中各種信息的輸入可以以動(dòng)態(tài)的形式完成。針對(duì)嵌入式系統(tǒng)而言，在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)相對(duì)復(fù)雜的流程，在這種情況下，現(xiàn)階段只能夠?qū)ζ溥M(jìn)行簡(jiǎn)化部分進(jìn)行應(yīng)用，從而促使模塊與瀏覽器之間命令實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的交互。
②LEAN-Server 方式的Web服務(wù)器
本文在對(duì)LEAN-Server方式的Web服務(wù)器進(jìn)行探討的過(guò)程中，從JAVA技術(shù)方案入手。現(xiàn)階段嵌入式Web服務(wù)器在應(yīng)用過(guò)程中，需要面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的環(huán)境，然而資源局限性是該系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)，在這種情況下，LEAN-Server模式代替了傳統(tǒng)的FAT-Server模式，該模式當(dāng)中，使用者對(duì)web服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)需要應(yīng)用B/S，文件系統(tǒng)是服務(wù)器搜索的主要內(nèi)容，并從中找到靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)，而 JavaApplet小程序被嵌入到網(wǎng)頁(yè)當(dāng)中，JavaApplet小程序在應(yīng)用過(guò)程中可以充當(dāng)特殊計(jì)算機(jī)程序維持web頁(yè)組成部分的功能，并將信息進(jìn)行發(fā)送。HTML文檔首先應(yīng)當(dāng)由IE進(jìn)行下載，并對(duì)該文檔進(jìn)行解釋?zhuān)M(jìn)制代碼是傳輸控件的主要方式，客戶(hù)端接收到這些控件以后，就可以執(zhí)行相關(guān)操作。針對(duì)JavaApplet而言，其構(gòu)建過(guò)程中對(duì)套接字進(jìn)行了創(chuàng)建，促使其自身同服務(wù)器之間可以進(jìn)行良好的通信，然而這一過(guò)程中必須將服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)程序應(yīng)用于web服務(wù)器之上，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取并對(duì)其展開(kāi)組態(tài)，從而將其顯示在瀏覽器當(dāng)中。這樣一來(lái)，JAVA小程序在運(yùn)行過(guò)程中，可以對(duì)服務(wù)器中的多數(shù)工作進(jìn)行完成，從而促使服務(wù)器的任務(wù)得以削減，促使LEAN-Server模式得以構(gòu)成。
在對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟件模擬的過(guò)程中形成了Java虛擬機(jī)，在應(yīng)用過(guò)程中， 能夠符合多種處理器的需求，可以對(duì).class文件內(nèi)部的字節(jié)碼進(jìn)行執(zhí)行，這一過(guò)程中具有較強(qiáng)的安全性和兼容性。.class文件內(nèi)部可以保存“機(jī)器碼”，它數(shù)據(jù)Java 虛擬機(jī)，“機(jī)器碼”在特殊情況下還可以被稱(chēng)之為字節(jié)碼文件。 現(xiàn)階段，不同的電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)只要包含Java虛擬機(jī)，就可以進(jìn)行字節(jié)碼文件的操作，這就是Java程序的跨平臺(tái)體現(xiàn)，Java解釋器存在于Java虛擬機(jī)當(dāng)中，其運(yùn)行過(guò)程中需要解釋字節(jié)碼文件，同時(shí)將其轉(zhuǎn)換成固定的機(jī)器碼，促使其得以有效運(yùn)行。.class 文件是Java源程序經(jīng)編譯而成的文件，通常情況下，從字節(jié)碼的編輯和執(zhí)行角度來(lái)看，主要需要三個(gè)途徑：第一，Java虛擬機(jī)中需要接受類(lèi)文件，這一過(guò)程中類(lèi)裝載器來(lái)完成該流程中需要應(yīng)用類(lèi)文件規(guī)范對(duì)類(lèi)文件進(jìn)行規(guī)范檢驗(yàn)；第二， 由于操作過(guò)程中，很可能部分非法操作行為存在于類(lèi)文件的代碼內(nèi)部，此時(shí)需要對(duì)字節(jié)碼校驗(yàn)器進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)類(lèi)文件進(jìn)行充分的檢查，主要代表有寫(xiě)本機(jī)文件系統(tǒng)在applet程序中的體現(xiàn)。此時(shí)如果字節(jié)碼校驗(yàn)器在應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)了檢驗(yàn)，那么類(lèi)文件將在Java解釋器的作用下轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼并促使其可以進(jìn)行操作。“沙箱”運(yùn)行模式是Java虛擬機(jī)的主要應(yīng)用模式，其運(yùn)行過(guò)程中，在部分空間中可以對(duì)數(shù)據(jù)和相關(guān)代碼進(jìn)行限制，并保證其得以執(zhí)行，.而該空間的內(nèi)存可以得到訪(fǎng)問(wèn)，該空間外的內(nèi)存不可以被程序進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，針對(duì)applet程序而言，其運(yùn)行過(guò)程中也不能夠?qū)蛻?hù)端機(jī)器的文件系統(tǒng)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。
3、昌暉以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀服務(wù)器端模塊的設(shè)計(jì)
通過(guò)昌暉儀表精心的設(shè)計(jì)以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀服務(wù)器端模塊，希望其能夠體現(xiàn)出以下功能：首先，對(duì)使用者的請(qǐng)求進(jìn)行接收，并將不同以往的Socket進(jìn)行開(kāi)辟；其次，對(duì)組態(tài)包進(jìn)行接收；再次，完成使用者的連接斷開(kāi)要求；第四，對(duì)組態(tài)更新以及實(shí)時(shí)信息進(jìn)行發(fā)送；最后，促使通信在服務(wù)器與無(wú)紙記錄儀主控件當(dāng)中得以實(shí)現(xiàn)。在工業(yè)領(lǐng)域?qū)o(wú)紙記錄儀進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，需要促使其能夠?qū)Ψ阑饓M(jìn)行穿越，因此80端口成為其對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的主要途徑，然而該途徑在應(yīng)用過(guò)程中擁有一定的復(fù)用性，因此整合功能是必須進(jìn)行的流程。此時(shí)在應(yīng)用過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)對(duì)資源有限性在嵌入式web服務(wù)器當(dāng)中的體現(xiàn)進(jìn)行充分的考慮,并將最大的使用者訪(fǎng)問(wèn)數(shù)量在系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行設(shè)置。在促使該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種功能的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)綁定HTTP和其主要功能。
在設(shè)計(jì)以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀服務(wù)器端模塊的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)促使發(fā)布實(shí)時(shí)信息的功能進(jìn)行充分的體現(xiàn)，同時(shí)還可以促使協(xié)議轉(zhuǎn)換在標(biāo)準(zhǔn)格式基礎(chǔ)上在組態(tài)信息接收到以后進(jìn)行體現(xiàn)。在這種情況下，該設(shè)計(jì)方案可以包含以下兩種：
第一，實(shí)時(shí)信息的發(fā)布有TCP完成
數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,可靠性和連接性能夠在TCP協(xié)議有效應(yīng)用背景下得以實(shí)現(xiàn)。該模塊在應(yīng)用過(guò)程中相對(duì)復(fù)雜，對(duì)窗口和確認(rèn)機(jī)制進(jìn)行了規(guī)定。 使用者產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以在TCP基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)報(bào)文段；而另一端可以及時(shí)確認(rèn)這一傳輸數(shù)據(jù)，并重新排列這些數(shù)據(jù)，促使流量控制在兩端當(dāng)中得以實(shí)現(xiàn)，促使兩端當(dāng)中的校驗(yàn)和可以得到強(qiáng)制性的驗(yàn)證和計(jì)算，從而促使通信可靠性在這一模塊中得以實(shí)現(xiàn)。
第二，實(shí)時(shí)信息的發(fā)布由UDP完成。 在提供發(fā)布實(shí)時(shí)信息的功能過(guò)程中，要求系統(tǒng)擁有較高的可靠性和實(shí)時(shí)性。UDP在應(yīng)用過(guò)程中體現(xiàn)出了一定優(yōu)勢(shì)。 其構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，因此在同客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)交流的時(shí)候，上層協(xié)議在UDP中的體現(xiàn)能夠直接完成交流的連接和斷開(kāi)。
工業(yè)生產(chǎn)中以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀增加了對(duì)嵌入式Web系統(tǒng)的應(yīng)用，促使昌暉以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀應(yīng)用過(guò)程中的功能大大提升。該嵌入式Web技術(shù)擁有固定的軟件平臺(tái)，然而在應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)遠(yuǎn)端瀏覽器的處理隔要開(kāi)啟多個(gè)服務(wù)器，因此實(shí)時(shí)性功能受到一定影響，該技術(shù)下的以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀在應(yīng)用過(guò)程中，儲(chǔ)存空間相對(duì)較少，因此在對(duì)數(shù)據(jù)容量進(jìn)行擴(kuò)展的過(guò)程中師要對(duì)不同的儲(chǔ)存區(qū)進(jìn)行利用。 由此可見(jiàn)，該技術(shù)還存在一定的發(fā)展空間，我國(guó)相關(guān)人員在未來(lái)的發(fā)展中應(yīng)有針對(duì)性的加強(qiáng)嵌入式Web系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)。
作者：張業(yè)
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