基于LWIP的嵌入式WEB服务器的设计与实现开题报告.doc

2011 届毕业设计开题报告题 目 基于LWIP的嵌入式WEB服务器的设计与实现专 业 通信工程 姓 名 班 级 指导教师 起止日期 2011.12011.6 2011年 1 月 6 日毕业设计开题报告（含课题的来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等内容，字数为5001000字。）一、课题来源及研究的现状 在当今日益信息化的的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活中的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机“机器”。各种各样的新型的嵌入式设备在应用上已远远超过通用计算机，一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到手机、mp3播放器、PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备等。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，目前大多数嵌入式系统还处于单独应用的阶段，以MCU为核心，与一些监测、伺服、指示设备配合实现一定的功能。在一些工业和汽车应用中，为了实现多个MCU之间的信息交流，利用CAN,RS232，RS485等总线将MCU组网，但这种网络的有效半径有限，有关的通信协议也比较少，并且一般是孤立于Internet以外的。而随着当前Internet技术的迅猛发展，各种嵌入式系统也产生了网络互联的需求，使嵌入式设备能够利用互联网进行通信，我们可以利用通过互联网对他们进行实时访问与控制。 嵌入式Internet的实现主要是嵌入式WEB服务器的实现。嵌入式WEB服务器，本身就是在嵌入式设备中运行的基本HTTP协议的WEB服务器，以网页的形式为计算机提供嵌入式设备的状态、参数表示等信息。奖WEB服务器植入嵌入式系统后接入Internet，用户不仅可以利用浏览器提供的丰富的图形用户界面实现远程管理、监控嵌入式系统的功能，并且可以在服务器端，结合嵌入式WEB服务器更易于和Internet实现无缝接，它使得嵌入式设备的远程控制和管理方式都有了改变，不再需要专用的通信线路，传输的信息业不再局限于数据信息。嵌入式WEB在网络视频监控系统、电力系统的远程监测与故障诊断、工业自动化系统中设备的保护和控制、智能小区及智能家电灯诸多领域都有良好的应用。嵌入式WEB服务器的研究和应用具有重大的意义，它为人们管理、控制和监测各种各样的设备提供了一个很好的途径，而且这种方式是基于Internet的，这种设备可以在世界的任何一个地方，只要它连入Internet就能够控制它。国内外研究的现状随着WEB技术的发展和应用，嵌入式WEB服务器对嵌入式设备也显示出越来越重要作用，所以嵌入式WEB服务器已经成为目前国内外嵌入式研究的一个热点。越来越多的网络通信设备、智能家电设备、监控系统、工业控制的设备都已经实现内置的嵌入式WEB服务器，用户、操作人员可以直接使用WEB浏览器通过设备的以太网接口或者其他网络来远程访问内置WEB服务器的专用，从而实现对设备运行状态的观测和运行参数的配置等功能。嵌入式web服务器是嵌入式internet的重要组成部分，嵌入式web服务器的发展离不开嵌入式处理器和嵌入式操作系统的发展。要实现嵌入式internet，就需要处理好性能好，功能强大，性能稳定的嵌入式处理器和体积精巧功能强大的嵌入式操作系统来支持，国内外一些公司和厂家都在这两方面投入了很多的努力和探索。在嵌入式处理器方面，Rabbit半导体公司的RabbitZ000/300处理器等等。三星公司的ARM系列处理器如SAMSUNG2410，SAMSUNG44B0以及飞利浦公司的LPC2114/210等都在嵌入式web上得到应用，而且新开发的嵌入式处理器都支持网络协议。而在嵌入式操作方面，Wind River公司的嵌入式web服务器软件wind web server用于Vxwork的嵌入式应用中，Allegro公司的RomPager是一个免特许权费用，价格适合的嵌入式web服务器包，客户可以使用通过的Web浏览器来管理和控制网络设备。ucLinux因为其的开源性在高校实验性项目中得到广泛应用。uC/05操作系统因为源码公开、可移植性好、裁剪灵活以及良好的实时性也受到学生及厂家的青睐应用方面国内外基本相近，目前都是主要应用于各种计算机网络设备的配置与监控方面。有些公司己经推出了多种以不同方式连接工nternet的网络化仪器和设备，例如Agilent公司研制出了具有web浏览器远程接入功能的逻辑分析仪，CISCO公司己开始销售具备web管理界面的交换机等。但是随着该技术的成熟与发展，加之该技术的优点，目前的文献大都预见:这一技术必将广泛地应用于其它领域例如:水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监侧、堤坝安全，地震监测网，实时气象，水源和空气污染监测，家政系统:水、电、煤气表的自动抄表，安全防火、防盗系统等。考虑到其广泛的应用前景，这一技术的研究和开发具有一定的迫切性和必要性。二、设计要求三、工作内容1、比较和分析各类主要开发板和目前较为流行的嵌入式操作系统的优缺点，选出适合于文本的硬件和操作系统；以S34C44B0x为处理器的开发板和C /OS-II操作系统。2、对普通TCP/IP协议栈进行分析、剪切，使其在资源有限的嵌入式开发板上运行，并能利用Internet进行通信。3、对实现动态WEB的关键技术进行了分析与比较，对并CGI，嵌入式文件系统做了详细介绍，对CGI的功能进行了剪切，使它能在嵌入式系统中运行，从而能够实现动态WEB。对对文件系统进行了改进。4、对HTTP，WEB服务器进行了分析，并在基于LWIP、嵌入式文件系统、嵌入式CGI的基础之上予以实现动态WEB服务器。 四、设计方案和技术路线(l)在对ARM理论与实践的不断学习中，完成了本系统的器件选型、硬件电路设计及平台调试，其中包括 NANDFlash与 NORFlash的分析选择、以太网芯片RTL8019AS的选择及其接口电路设计、JTAG仿真器的调试过程等。(2)本课题的操作系统选用源码开放的uC/0S一，软件部分完成了嵌入式开发环境的搭建、轻量级TCP/工P协议栈的设计与实现、CGI处理程序的设计与调试等，其中工作重点为LwIP和CGI处理程序的设计。(3)本文中的嵌入式Web服务器是基于流式Socket套接字开发的，根据要求，对CGI工进行了剪切与改进，利用轻型CGI接口实现了动态Web服务器的页面。(4)最后对HTTP协议，WEB服务器的架构进行分析的基础之上，对嵌入式WEB服务器进行了设计，并分静态、动态两种实现进行了设计与实现。 五、预期目标在规定的时间内完成本课题规定的内容，对常用网络协议的工作原理和特征有较好地掌握，通过对LWIP协议和嵌入式WEB服务器实现的学习，可以深入地理解和掌握网络数据的组成、传输和分析。实现对ICMP，UDP，TCP，HTTP等主要协议的分析，掌握其工作原理和特点。六、时间安排1. 第1周：下达毕业设计任务，落实课题，明确工作内容，部署毕业设计各项工作。2 第2周：查阅与课题相关或针对性强的文献510篇，阅读后归纳总结，完成文献综述。3 第3周：根据任务，查阅与课题相关的外文专题论文或外文专著，阅读并译成中文，完成外文翻译报告。4 第4周：根据任务，查阅相关技术资料，确定课题初步的总体设计思路和方案，写出开题报告。5 第511周：具体开发设计阶段。在熟悉相关开发环境与技术路线的基础上按指标要求完成代码设计，页面优化设计。6 第1214周：系统调试、测试、修改、完善，增加个性化功能。7 第1517周：整理资料，撰写毕业设计论文，并准备毕业答辩。8 第18周：制作答辩PPT讲稿，做好毕业答辩各项准备工作。七、参考文献 1 徐明,柴志雷. 基于TCP/ IP 套接口的嵌入式WEB 服务器实现J . 华东船舶工业学院报,2001 ,15 (5) 2 王力生, 梅岩, 曹南洋. 轻量级嵌入式TCI P 协议栈的设计 J . 计算机工程, 2007, ( 1) : 246- 248. 3 Behrouz A F, Sophia C E. 谢希仁, 译. TCPIP 协议簇M . 北京:清华大学出版社, 2004. 4 Leatherman R, St ollon, N. An embedding debugging architecture forSOCs J . IEEE Pot ent ials, 2005, 24( 1) : 12- 16. 5 Ju H T, Choi M J, Hong J W. Ews- based management applicat ioninterf ace and integration mechanisms for web- based element manage ment J . Journal of Network and Systems Management , 2001, 9( 1) : 31- 50. 6 徐峰, 陈燕, 赵海, 等. Internet 非标设备接入服务器体系结构的研究 J . 东北大学学报, 2005, 26( 1) : 236