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基于以太网的嵌入式Web Server的研究及实现

作　者: 张萍
导　师: 王再英
学　校: 西安科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式Web Server 以太网 RTL8019AS 精简TCP/IP协议智能家居系统
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着嵌入式系统的发展和Internet的普及,越来越多的嵌入式网络系统将Web Server引入其中。以太网以其速度快、成本低成为嵌入式Web Server接入网络的主要方式。因此,实现基于以太网的嵌入式Web Server具有十分重要的实际意义。本课题直接在普通8位微处理器上实现了嵌入式Web Server,并在其基础上完成被控设备的Internet接入,用户可通过IE浏览器对被控设备进行远程监控。其特点是嵌入式Web Server本身开发了公共网关接口CGI来完成网页的发布功能,实现与用户端的动态交互,从而无需操作系统的支撑。首先,课题根据嵌入式设备的特点,设计了嵌入式Web Server的系统结构,搭建了硬件电路,编写了基于华邦单片机W78E58B和网络控制芯片RTL8019AS的程序代码,对标准TCP/IP协议进行了合理的简化,实现了符合8位单片机的嵌入式TCP/IP协议。实现的协议包括:ARP(地址解析协议)、IP(网际协议)、ICMP(Internet控制报文协议)、TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)和HTTP(超文本传输协议)。然后,利用开发工具编译、运行和调试程序,对系统进行了测试和改进。最后,给出了嵌入式Web Server在智能家居系统中的一个典型应用,实现了远程温度监控功能,并取得了预期的效果。系统的成功运行,证明了基于8位微处理器实现嵌入式Web Server的可行性和有效性,同时也表明接入控制网络的嵌入式Internet技术具有广阔的应用前景和推广价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-15
  1.1 嵌入式系统概述  9-12
    1.1.1 嵌入式系统的基本概念及其发展  9-10
    1.1.2 嵌入式系统的特点  10
    1.1.3 嵌入式系统的应用前景  10-11
    1.1.4 嵌入式系统的发展方向  11-12
  1.2 国内外研究和应用现状  12-13
  1.3 课题研究的背景及意义  13-14
    1.3.1 课题研究的背景  13
    1.3.2 课题研究的意义  13-14
  1.4 课题研究的主要内容  14-15
2 嵌入式WEB SERVER 的系统设计  15-20
  2.1 实现方案  15-16
    2.1.1 几种主要实现方案的比较  15-16
    2.1.2 本课题采用方案  16
  2.2 INTERNET 接入  16-17
  2.3 系统硬件结构设计  17-18
  2.4 软件开发工具  18-19
  2.5 本章小结  19-20
3 嵌入式WEB SERVER 的硬件设计  20-31
  3.1 硬件选型  20
  3.2 系统硬件器件介绍  20-25
    3.2.1 嵌入式处理器  20-21
    3.2.2 以太网控制器  21-24
    3.2.3 存储器芯片  24
    3.2.4 X5045  24-25
    3.2.5 其他芯片  25
  3.3 系统硬件平台设计  25-30
    3.3.1 单片机最小应用系统设计  25-27
    3.3.2 存储器扩展电路  27-28
    3.3.3 W78E588 与RTL8019AS 接口电路设计  28-29
    3.3.4 MAX232 串口电平转换电路  29
    3.3.5 网络隔离变压器20F-01 接口电路  29-30
  3.4 本章小结  30-31
4 嵌入式TCP/IP 协议及网络通信技术基础  31-37
  4.1 TCP/IP 协议  31-34
    4.1.1 标准TCP/IP 协议  31-34
    4.1.2 精简TCP/IP 协议  34
  4.2 SOCKET 网络通信技术  34-35
  4.3 HTML 语言  35-36
  4.4 CGI 动态交互技术  36
  4.5 本章小结  36-37
5 嵌入式WEB SERVER 的软件实现  37-62
  5.1 RTL8019AS 驱动程序  37-38
    5.1.1 RTL8019AS 复位  37
    5.1.2 RTL8019AS 初始化  37-38
  5.2 嵌入式TCP/IP 协议的实现  38-57
    5.2.1 数据链路层的实现  39-41
    5.2.2 ARP 协议的实现  41-43
    5.2.3 IP 协议的实现  43-45
    5.2.4 ICMP 协议的实现  45-47
    5.2.5 UDP 协议的实现  47-49
    5.2.6 TCP 协议的实现  49-54
    5.2.7 HTTP 协议的实现  54-57
  5.3 系统主处理流程  57
  5.4 系统动态交互的实现  57-58
  5.5 系统安全策略  58
  5.6 系统测试  58-61
    5.6.1 测试步骤及方法  58-59
    5.6.2 串口的测试  59-60
    5.6.3 以太网连接的测试  60
    5.6.4 PING 的结果  60-61
  5.7 本章小结  61-62
6 嵌入式WEB SERVER 在智能家居远程温度监控系统中的应用  62-67
  6.1 D518820  62-63
    6.1.1 D518820 概述  62
    6.1.2 D518820 测温原理  62-63
  6.2 D518820 测温子程序  63-65
  6.3 应用实现  65-66
  6.4 本章小结  66-67
7 结论  67-69
  7.1 总结  67
  7.2 展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
附录  73-75
攻读硕士学位期间发表的论文  75

基于以太网的嵌入式Web Server的研究及实现

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