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基于ARM的嵌入式Web服务器的设计与开发

作　者: 宫丽男
导　师: 王宏志
学　校: 长春工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: Web服务器嵌入式系统 ARM Linux操作系统
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着嵌入式系统的发展和Internet的普及,嵌入式系统接入网络已经成为其发展的一个热门领域和必然趋势,嵌入式Web服务器则是嵌入式系统网络化应用的重要方面。嵌入式Web服务器的主要任务是在互联的嵌入式设备中间进行信息交互,达到通过网络对嵌入式设备进行监控,并将反馈信息自动上传给主控设备的目的。用户可以在任何地点使用标准Web浏览器访问嵌入式Web服务器从而实现对现场有关信息的查阅与监控。嵌入式Web技术已经广泛的应用到生活和工业的各个领域中,给人们带来了极大的方便,因此研究和开发嵌入式Web服务器具有重要的实际意义和应用价值。近年来ARM处理器以其高性能、低功耗、低成本的特点成为了嵌入式电子产品开发的理想选择。它可以很方便地实现嵌入式TCP/IP协议栈,从而为实现嵌入式Web服务器功能提供了有利条件。所以,本论文以ARM9处理器芯片AT91RM9200为平台,以嵌入式Linux操作系统为基础,结合相关的Web技术,对嵌入式Web服务器进行了开发和研究。本文主要研究了嵌入式Web服务器的软、硬件平台构建及实现。首先,选用ATMEL公司的基ARM920T内核的AT91RM9200微处理器构建硬件平台,分析了AT91RM9200的功能模块,对主要外围电路,包括电源电路、存储电路、以太网接口电路及JTAG电路等进行了相应的介绍,完成了总体硬件系统的设计；其次,软件部分采用了源代码开放的Linux操作系统,完成了Linux系统在所设计ARM平台上的移植,主要介绍了启动程序Bootloader、内核和文件系统的移植过程；最后,对网络协议TCP/IP协议栈和HTTP协议进行分析,根据所设计的嵌入式Web服务器的特点和功能对其进行具体的剪裁,并介绍了Web服务器中CGI的工作原理。在此基础上研究了Boa服务器的工作流程,完成了Boa服务器在系统中的配置和安装。并通过测试证明,本系统能够实现Web服务器功能,提供动、静态页面的显示。本文研究的这款嵌入式Web服务器具有简单、廉价、体积小和通用性强等特点,它能够提供远程用户访问并对现场进行控制,能在远程视频监控,智能家电和资源共享等多种场合得到应用。论文最后对所做的工作进行了总结并且展望了本系统的应用。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-11
  1.1 嵌入式Web服务器概述  7
  1.2 嵌入式Web服务器实现方法  7-8
  1.3 嵌入式Web服务器的发展现状及前景  8-9
  1.4 本文的主要研究内容及论文结构  9-11
第二章嵌入式系统简介及Web服务器的总体构建  11-21
  2.1 嵌入式系统概述  11-13
    2.1.1 嵌入式系统定义  11
    2.1.2 嵌入式系统特点  11-12
    2.1.3 嵌入式系统应用领域和发展趋势  12-13
  2.2 嵌入式系统组成和设计流程  13-15
    2.2.1 嵌入式系统组成  13-14
    2.2.2 嵌入式系统设计流程  14-15
  2.3 微处理器的选择  15-17
    2.3.1 选择ARM处理器的原因  15-16
    2.3.2 ARM处理器简介  16-17
    2.3.3 基于ARM的芯片选择  17
  2.4 嵌入式操作系统的选择  17-20
    2.4.1 几种流行的操作系统  17-19
    2.4.2 Linux操作系统简介  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 Web服务器的硬件平台设计  21-29
  3.1 硬件平台总体设计  21-22
  3.2 AT91RM9200芯片简介  22-24
  3.3 硬件平台主要电路设计  24-27
    3.3.1 电源电路  24
    3.3.2 Flash存储器接口电路  24-25
    3.3.3 SDRAM接口电路  25-26
    3.3.4 以太网接口模块  26-27
    3.3.5 JTAG调试电路  27
  3.4 本章小结  27-29
第四章 Linux操作系统移植  29-38
  4.1 移植前的准备工作  29
  4.2 引导程序Bootloader  29-32
    4.2.1 Bootloader简介  29-30
    4.2.2 U-Boot移植  30-32
  4.3 Linux内核移植  32-35
  4.4 根文件系统制作  35-37
  4.5 本章小结  37-38
第五章嵌入式Web服务器的实现  38-53
  5.1 TCP/IP协议  38-41
    5.1.1 TCP/IP协议简介  38-39
    5.1.2 TCP/IP协议剪裁与实现  39-41
  5.2 HTTP协议  41-43
    5.2.1 HTTP协议概述  41-42
    5.2.2 HTTP协议实现  42-43
  5.3 CGI技术  43-44
  5.4 Web服务器Boa  44-47
    5.4.1 Boa服务器概述  44-45
    5.4.2 Boa服务器的安装与配置  45-47
  5.5 系统测试  47-51
    5.5.1 静态页面测试  47-49
    5.5.2 基于CGI的动态页面实现  49-51
  5.6 嵌入式Web服务器的应用  51-52
  5.7 本章小结  52-53
第六章总结与展望  53-54
  6.1 总结  53
  6.2 展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
附录  58-59
攻读硕士学位期间研究成果  59-60

基于ARM的嵌入式Web服务器的设计与开发

内容摘要

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