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1 uIP協議棧的移植 協議棧采用瑞典計算機科學研究所Adam Dunkels開發的uIP0．9。其功能特性總結如下：完整的說明文檔和公開的源代碼(全部用C語言編寫，并附有詳細注釋)；極少的代碼占用量和RAM資源要求，尤其適用于8/16位單片機；高度可配置性，以適應不同資源條件和應用場合；支持ARP、IP、ICMP、TCP、UDP(可選)等必要的功能特性；支持多個主動連接和被動連接并發，支持連接的動態分配和釋放；簡易的應用層接口和設備驅動層接口；完善的示例程序和應用協議實現范例。 要想使uIP協議棧順利運行，需要為其編寫驅動程序，包括CS8900A的初始化、發送函數以及接收函數。接收數據放在uip_buf里，供uip_input()函數處理。發送數據長度為uip_len。首先發送uip-bur中前(40+UIP_LLH_LEN)個數據，接著發送uip-appdata指針所指向的存儲區域的數據。這是因為uip-buf中前(40+UIP_LLH_LEN)個數據是物理層添加的頭，即日的物理地址與本地物理地址，而后部分數據是應用層處理后返同的數據。 另一個需要驅動程序支 持的函數是uip_periodic(conn)。這個函數用于uIP內核對各連接的定時輪詢，因此需要一個硬件支持的定時程序周期性地用它輪詢各連接。一般用于檢查主機是否有數據要發送，若有，則構造IP包。 需要注意的問題是：一般情況下，C語言的結構體struct是4字節對齊的，但是在處理數據包時，uIP是根據結構體中不同數據的長度來讀取相應數據的，所以一定要在定義struct時使用_(attrlbute)_packed關鍵字，讓編譯器放棄struct的字節對齊。 2 嵌入式Web Servor的工作過程 2．1 靜態Web Server Web Servet是基于HTTP協泌的。在實驗箱上搭建的嵌入式Web Seiver一直處于監聽狀態，即一直判斷網卡的接收數據位是否置位。若是，則調用uip_input()函數處理uip-buf[]里的數據。 當在PC端瀏覽器的地址欄里輸入ARM的IP地址并按下回車鍵時，PC端首先發一個arp查詢包。接收到arp應答后，PC端與ARM建立連接。經過3次握手后，TCP1連接已經建立起來了，客戶機現在向端口 80(HTTP端口)發送一個請求。具體的數據包如圖1所示。 Web服務器會處理此請求，Web頁面將在接下來的數據包中返同。HTTP的GET請求并沒有指定具體的HTML頁面，Web服務器返回默認頁面，即index．html。具體的數據包如圖2所示。 服務器處理Web頁面請求：服務器基于IP地址和客戶機請求的端口號來響應Web業務。該響應包括建立Web頁面需要的信息，客戶機的Web瀏覽器(如IE)得到這些消息并顯示在屏幕上。如果需要從Web服務器得到更多信息(如圖片、按鈕、動畫等)，則客戶端會繼續發送請求，直到完整顯示整個Web頁面。 2.2 CGI 如果僅僅傳送靜態的HTML頁面，那么上述的技術已經足夠。然而，在構造嵌入式Web Server時，更需要一些動態數據，如溫度、電壓等動態物理量。這時就需要引入通用網關接口CGI(Common Gateway Interface)。CGI是HTTP服務器與其他機器上的程序進行“交談”的一種工具，其程序須運行在網絡服務器上。絕大多數的CGI程序被用來解釋處理來自表單的輸入信息，并在服務器產生相應的處理，或將相應的信息反饋給瀏覽器。CGI程序使網頁具有交互功能。 CGl處理步驟：
2．3 EGl CGI適用于PC機上，然而在嵌入式系統中并不是很好用，因此程序員被迫要用print聲明創建整個網頁，而不是通過更新已存在頁的變量來整合出想要的數據。因此人們提出了一種新的技術——EGI(Embeded(Gateway In-terface)。下面結合uIP協議棧在嵌入式系統中的移植來具體探索EGI技術在嵌入式Web Server的應用。 如上所述，當客戶端瀏覽器的地址欄輸入Web Server地址后，客戶端與Web Server建立了連接，并在這個連接之上傳輸數據。 在server端，系統通過A/D轉換采集模擬量，得到的結果存放在2個全局變量ADl和AD2里。在PC端，瀏覽器發出的請求包已經改變為圖3所示的情況。 比較圖1和圖3可以很清楚地看到，劃線部分是兩種請求的不同之處。服務器會判斷是否為EGI請求。如果是，服務器就調用EGI程序。下面是EGI的執行步驟： ①判斷客戶端申請的頁面，并發出HTML頁面頭；服務器的文件組織是一個隊列的結構形式。以筆者的課題為例，文件服務器包括：index．htm、about．htm、contro1．html等靜態頁面，也包括file_headr_html.htm、file_cgi、file_foot_html．plain等動態頁面。找出／cgi／后，空格(0x20)前的字符串，也就是“files”，然后用這個字符串在隊列中的文件名中進行查找。如果匹配，就對該文件進行字符處理，即對file_cgi進行處理。預先規定cgi文件里包括3部分：I/文件頭／；c(a．b，c)；I／文件尾／。I包含文件頭或文件尾，c是EGI處理，有a、b、c三種EGI處理方法。服務器第1步就是發送I／文件頭／中的文件頭。即file-headr_html.htm。 ②處理完cgi文件里第1部分后，進入第2部分，即c(a．b，c)。這里可以進行A／D轉換，并將結果發送出去。 ③處理cgi文件里第3部分，發送文件尾，即file_foot_html.plain。 EGI技術的出現使我們可以根據申請，即時構造頁面。這在數據采集、實時監控領域有著廣泛的應用。下面是本課題中應用EGI技術，在瀏覽器里以圖表形式實時顯示采集到的模擬量。如圖4所示，用兩個類似溫度計的圖形來顯示服務器端采集到的數據。客戶端每隔一段時間就自動刷新顯示，發送EGI請求，服務器端把最新的數據所構造的網頁發送過來。 3 結論 目前，嵌入式Web Server應用在多種場合，EGI技術的引入使嵌入式Web具有動態交互功能，如使得遠程監控、測量成為現實。 |
