2012级通信工程专业方向课程设计-模板

重庆交通大学信息科学与工程学院课程设计报告题目基于ARM的嵌入式服务器设计专业通信工程班级通信3班学号631204080232姓名庞海燕指导教师张升军信息科学与技术学院二〇一五年九月2通信工程专业方向课程设计成绩鉴定表进行时间2015-2016学年第1学期第1、2周成绩鉴定学习内容（20分）与教学任务计划结合程度（10分）与专业培养结合程度（5分）其它（5分）过程评价（20分）实践能力（10分）学习态度（5分）学习纪律（5分）报告鉴定（60分）报告内容与实践过程紧密结合（15分）报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30分)指导教师姓名职称成绩信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计摘要随着计算机、网络通信和Internet技术的飞速发展和不断进步，嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet，综合利用嵌入式系统资源，实现嵌入式系统的远程管理和控制，已成为倍受关注的研究课题。嵌入式Web服务器是指将Web服务器引入到现场测试和控制设备中，在相应的硬件平台和软件系统的支持下，使传统的测试和控制设备转变为以底层通信协议，并采用ARM技术，其具有集成度高，运算快速快，体积小、运行可靠，价值低廉的特点，适宜于绝大多数的控制过程。基于TCP/IP协议栈实现的，需要实现TCP、UDP、HTTP等协议，客户机在网络中任一点接入都可以浏览Web页面并对系统进行管理和控制，服务器端对客户的请求进行解析。在相应的硬件平台和软件系统的支持下，使传统的测试和控制设备转变为具备了以TCP/IP为底层通信协议，Web技术为核心的基于互联网的网络测试和控制设备。关键词：web服务器；嵌入式系统；远程设备；监控；框架设计信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计目录摘要..............................................................................................................................................I目录............................................................................................................................................II第1章绪论...................................................................................................................................11.1二级标题..............................................................................................错误!未定义书签。1.2二级标题..............................................................................................................................11.3二级标题..............................................................................................................................11.4二级标题..............................................................................................错误!未定义书签。第2章一级标题.........................................................................................................................172.1二级标题............................................................................................................................172.2二级标题............................................................................................................................172.3二级标题.............................................................................................................................17结论...............................................................................................................................................18参考文献.......................................................................................................................................19附录...............................................................................................................................................20信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计第1章绪论1.1概念及嵌入式web服务器概述嵌入式Web服务器是指将Web服务器引入到现场测试和控制设备中，在相应的硬件平台和软件系统的支持下，使传统的测试和控制设备转变为具备了以TCP/IP为底层通信协议，Web技术为核心的基于互联网的网络测试和控制设备。EWS系统与传统的Web应用相比，简化了系统结构，将信息采集和信息发布都集成到现场的测控设备中。而有了标准的接口形式和通信协议，内嵌于设备的从Web服务器同样可以向任何接入它所在网络的合法用户提供统一的基于浏览器方式的操作和控制界面，浏览器成了设备的前端控制板。由于Web技术的开放性和独立平台特性，大大降低了软件系统和通信系统的设计、维护工作量，节省了人员培训费用等，提高了现场测试和控制设备的管理水平。ARM单片机控制嵌入式WEB服务器系统，是利用ARM作为系统的主控制器，由linux下的vi编程，来实现对于嵌入式WEB服务器的访问。本设计采用ARM技术，其具有集成度高，运算快速快，体积小、运行可靠，价值低廉的特点，适宜于绝大多数的控制过程。鉴于这样的重要性,我们打算设计一种基于ARM的嵌入式服务器系统。当在客户端浏览器中输入嵌入式Web服务器的地址，要经过以下步骤才能成功访问或操作嵌入式Web服务器：(1)客户端通过TCP发起建立连接请求，服务器确认请求合法即建立连接。这个过程实际上就是通过TCP的“三次握手”方式建立连接。(2)接下来，HTTP协议通过TCP/IP协议向服务器端发出HTTP请求。(3)服务器端接到客户端的HTTP请求后，并对请求进行解析，通过解析结果可以得知请求的类型。(4)客户端收到服务器的反馈后，本地通过对HTML格式信息进行分析，并显示网页内容。1.2嵌入式系统与协议分析嵌入式系统：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计图1-1：嵌入式系统的基本组成本课程设计基于ARM的嵌入式硬件平台的开发。以ARM9系列芯片AT91SAM9为核心，构建硬件平台。硬件平台提供丰富的外设接口，包括RS232串口、DEBUG口、红外接口、数码管、触摸屏、LCD、按键、JTAG调试口、USBhost／device接口、AC97音频接口、网络接口、无线传感器网络接口等。嵌入式软件平台开发。包括：①移植开发bootloader作为系统引导程序，我们使用的是U-BOOT作为本系统的bootloader②移植Linux内核到硬件平台，采用Linux内核版本为Linux一2.6.22；③开嵌入式平台上各外设驱动。1.3嵌入式web服务器体系结构嵌入式Web服务器是基于TCP/IP协议栈实现的，需要实现TCP、UDP、HTTP等协议，客户机在网络中任一点接入都可以浏览Web页面并对系统进行管理和控制，服务器端对客户的请求进行解析，生成相应的静态页面或动态页面返还给客户端，如果需要进一步控制，服务器端将调用相关的应用程序进行必要的处理。图1-2体系结构信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计第2章系统设计2.1嵌入式web服务器的设计2.1.1嵌入式web服务器的需求获取服务器当前目录文件列表、获取指定文件、获取HTML类型文件、获取纯文本文件、获取JPG图像文件、获取GIF图像文件、解析用户请求、访问静态网页、访问动态网页。2.1.2功能需求说明1）获取服务器当前目录文件列表将服务器当前目录下所有文件的信息发送给客户端，信息包括：文件名、大小、日期。2）获取指定文件将客户请求的文件发送给客户。3）获取HTML类型文件将客户请求的HTML类型文件发送给客户。4）获取纯文本文件将客户请求的纯文本发送给客户。5）获取JPG图像文件将客户请求的JPG图像文件发送给客户。6）获取GIF图像文件将客户请求的GIF图像文件发送给客户。7）解析用户请求分析客户的请求，将请求信息解析为几个变量，包括：请求的命令、请求的文件名、请求的文件类型。2.1.3数据需求回应HTTP协议数据头格式要求，如表所示：行号字段内容举例1状态行HTTP/1.0200OK2文件类型Content-type:text/html3服务器信息Server:ARMLinux-httpd0.2.44是否过期Expires:0表2-1数据格式信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计2.2web服务器设计流程2.2.1系统结构：图2-1系统结构流程图2.2.2整体结构图说明：主程序：建立TCP类型SOCKET在80端口进行监听连接请求。接收到连接请求，将请求传送给连接处理模块处理。并继续进行监听。2.2.3、连接处理模块：图2-2连接模块流程图主程序：Main用户连接处理发送HTML文件发送当前目录文件解析用户请求HTTP协议头发送GIF文件发送JPG文件发送文本文件发送HTTP协议数据头用户请求获取服务器资源倾听用户请求解析用户请求字符串读取用户请求资源发送HTTP协议头发送资源请求用户计算机信息科学与工程学院通信工程专业方向课程设计2.2.4功能分配1）发送当前目录文件列表信息将服务器当前目录下所有文件的信息发送给客户端，信息包括：文件名、大小、日期。2）发送HTML类型文件将客户请求的HTML类型文件发送给客户。3）发送纯文本文件将客户请求的纯文本发送给客户