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基于Linux的嵌入式WEB服务器的研究

作　者: 吴迅
导　师: 卢洪武
学　校: 山东师范大学
专　业: 教育技术学
关键词: 嵌入式系统 μCLinux TCP/IP WEB服务器
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着计算机技术和通信技术的发展,嵌入式系统已经应用到社会的各个领域。嵌入式系统正以不同的形式影响着人们的生产、生活和学习方式。目前大多数嵌入式系统处于单独应用方式,以嵌入式微处理器为核心,与一些监测、伺服、指示设备配合实现一定的功能。在教育方面常用的电子词典、电子书、MP3、MP4等大多数数字设备处于独立应用状态,不能直接和Internet连接,不能实现实时的信息更新和信息交互。在一些工业控制和汽车电子应用中,为了实现多个微处理器之间的信息交流,利用CAN、RS-232、RS-485等总线将微处理器组网,但这种网络的范围有限,有关的通信协议也比较简单,并且一般是孤立于Internet之外的,没有实现系统的互联,这样就大大限制了其应用范围。Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一,是信息流通的重要渠道,如果嵌入式系统能够连接到Internet上,就可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方,并且能够实现远程控制,使其应用范围和性能大大提高,这样就能够很好的实现远程监控。本文就是基于此提出的,通过硬件平台的搭建和软件设计,构建一个嵌入式WEB服务器,实现嵌入式系统接入互联网的功能。论文主要从硬件平台的搭建和软件操作系统的移植两方面来研究嵌入式WEB服务器。在硬件平台的设计,主要通过比较各种不同的微处理器的性能,选定一种应用广泛并且性价比高的微处理器作为硬件平台的核心,设计构建所需的各种基本外围接口电路,来满足开发的需要,在软件方面,主要将开源代码,功能强大的μClinux操作系统,经过裁剪,移植到开发板上,运用TCP/IP协议实现Internet接入。论文主要开展了以下几方面的研究工作:(1)研究选定嵌入式微处理器,设计构建开发平台所需的外围接口电路,为下一步的开发提供高效、可靠的硬件平台。(2)研究嵌入式操作系统的移植方法和嵌入式WEB服务器的具体实现,利用TCP/IP协议和Socket套接字实现嵌入式WEB服务器和客户端的网络通信。利用终端机的浏览器和客户软件直接访问嵌入式WEB服务器,而不需要PC机作为交互的媒介,实现了通过Internet来对嵌入式终端系统的远程监控。(3)分析CGI原理,设计嵌入式WEB服务器应用程序。在构建好WEB服务器后,并使用动态网页技术为其研发应用程序,因为单单的静态网页是满足不了服务器和客户端交互的功能的。本论文的研究开发工作是在实践基础上完成的,对以ARM7TDMI为核心的S3C4510B嵌入式硬件平台进行了全面的设计研究,在此基础上成功的移植了Linux操作系统,通过调试,该软、硬件平台运行正常,并在该平台上实现了嵌入式WEB服务器,使得嵌入式系统成功接入Internet。在此基础上的各种各样的软件开发和使用都变得更加方便灵活。通过使用通用的浏览器,用户可以随时随地访问嵌入式WEB服务器,并维护嵌入式设备,这给系统的使用带来了极大的方便,达到了预期的效果。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章引言  10-17
  1.1 嵌入式系统概述  10-12
    1.1.1 嵌入式系统的概念  10
    1.1.2 嵌入式系统的组成和特点  10-11
    1.1.3 嵌入式系统的应用及发展趋势  11-12
  1.2 嵌入式系统硬件和软件概述  12-15
    1.2.1 嵌入式系统硬件  12-14
    1.2.2 常见的嵌入式操作系统  14-15
  1.3 嵌入式WEB 服务器  15
  1.4 论文研究目的及主要研究工作  15-17
第二章系统硬件的设计  17-38
  2.1 微处理器选型  17-20
    2.1.1 ARM7 系列  17-18
    2.1.2 ARM9 系列  18
    2.1.3 ARM10E 系列  18-19
    2.1.4 ARM11 系列  19
    2.1.5 SecurCore 系列  19-20
    2.1.6 ARM Cortex 系列  20
  2.2 S3C4510B 硬件平台的设计  20-28
    2.2.1 电源电路  26-27
    2.2.2 晶振电路  27
    2.2.3 复位电路  27-28
  2.3 接口电路的设计  28-38
    2.3.1 串行通信接口电路  28-30
    2.3.2 JTAG 接口电路  30-31
    2.3.3 SDRAM 接口电路  31-33
    2.3.4 Flash 存储器接口电路  33-35
    2.3.5 I~2C 接口电路  35-36
    2.3.6 10M/100M 以太网接口电路  36-38
第三章 μClinux 操作系统的移植  38-46
  3.1 μClinux 操作系统  38-41
  3.2 建立开发环境  41-42
    3.2.1 ADS1.2 集成开发环境  41
    3.2.2 建立交叉编译环境  41-42
  3.3 引导加载程序Boot Loader 的移植  42-44
    3.3.1 Boot Loader 的烧录和存储  42-43
    3.3.2 Boot Loader 的操作模式  43-44
  3.4 μClinux 操作系统内核的移植  44-46
    3.4.1 编译μClinux 内核  44
    3.4.2 内核的加载运行  44-46
第四章 TCP/IP 在嵌入式系统的应用  46-56
  4.1 TCP/IP 协议  46-53
    4.1.1 TCP/IP 协议的层次模型  46-47
    4.1.2 网络层协议  47-49
    4.1.3 传输层协议  49-52
    4.1.4 应用层协议  52-53
  4.2 TCP/IP 协议栈在μClinux 下的实现  53-56
    4.2.1 ARP 协议的实现  53-54
    4.2.2 IP 协议的实现  54
    4.2.3 TCP 协议的实现  54-55
    4.2.4 HTTP 协议的实现  55-56
第五章嵌入式WEB 服务器的实现  56-62
  5.1 μClinux 下的嵌入式WEB 服务器  56-57
  5.2 BOA 服务器的移植  57-58
  5.3 μClinux 下实现静态WEB 页面的访问  58-59
  5.4 μClinux 下实现动态WEB 页面的访问  59-62
第六章总结与展望  62-64
  6.1 研究工作总结  62
  6.2 不足与展望  62-64
注释  64-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表学术论文目录  67-68
致谢  68

基于Linux的嵌入式WEB服务器的研究

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