嵌入式远程监控系统

　　基于嵌入式网络技术，研究并实现了一种用于嵌入式设备的监控系统。该系统采用客户端)服务器架构#通过在嵌入式设备中内建一个嵌入式Web服务器，可使得相应的嵌入式设备直接接入Internet。 同时用户可使用标准的网络浏览器#通过网络对此设备进行访问%控制和管理。

　　随着Internet的广泛普及和通信技术的高速发展，大量基于TCP/IP的Internet应用可以被部署在嵌入式平台之上，同时各种嵌入式设备可以和PC机一样连入网络之中。由此发展的嵌入式互联网技术(EI)解决了不同网络与Internet之间连通的问题，使得通过嵌入式互联网对网络中嵌入式设备的在线远程访问、控制与管理成为可能。目前，对分布在Internet网络中的嵌入式设备进行高效、可靠的集中远程控制和管理成为嵌入式技术中较为高端的课题。

　　微处理器(MPU)和微控制器(MCU)用于嵌入式设备的监视和控制，成为嵌入式系统的核心。为了在不同的MPU/MCU间相互通信，许多工业项目采用RS-232、RS-485及CAN等通信标准，但这些途径的通信速度和距离都有较大局限性，若要将其与Internet互联需要特殊的嵌入式网关的支持，给实际使用造成很大的不便。EI是一种用于嵌入式设备接入Internet的互联技术，它可使嵌入式设备方便可靠地接入Internet中。

　　为了使嵌入式设备可以连接到Internet并让用户通过标准的Web浏览器对其进行操作，EI的关键技术在于使嵌入式设备可以支持HTTP服务并具有Web服务器的功能。对于网络用户而言，EWS提供了一个基于Web的图形界面，以便于其对接入Internet的多种嵌入式设备进行统一的标准化管理，而不再需要特殊的专用协议和管理软件。监控系统的架构如图1所示。

　　采用浏览器/服务器的结构实现，其中包括两部分——网络浏览器与EWS，EWS通过嵌入式网络技术实现其功能。在实际应用中，EWS被配置在嵌入式设备中，作为设备的一部分而存在，这使得该设备无需更多改动或配置即可直接接入网络。与此同时EWS还内建了TCP/IP协议栈、嵌入式文件系统、设备网关及硬件接口等组件，其基本架构如图2所示。

　　在该架构中，嵌入式文件系统对事先配置的监控页面进行存储和管理。嵌入式设备网关实现了TCP/IP与实际使用的特定设备自身控制协议之间的相互转换，从而实现了双向透明通信。两种不同结构的网络便可通过嵌入式设备相互连接，而硬件接口则负责EWS、硬件设备及网络之间的连接。

　　当本系统工作时，首先EWS接收到来自局域网的客户端基于网址的请求并回应该请求。通过回应事先配置好并存放在嵌入式文件系统中的监控网页界面，用户可通过标准的浏览器向远端设备发送指令。该指令经由互联网传送后被设备网关接收，设备网关将其翻译为专用指令并进一步传递给硬件设备本身。与此同时，设备数据或信号也被传输给远程客户端以供用户查看。

　　在实际工作时，根据客户端浏览器的请求，EWS将相应的管理页面发送至客户端。因此对于本系统来说，必需要实现对这些页面文件的存储和访问管理，为此在本系统中内建了一个嵌入式文件系统以便于对Flash中的页面文件及其他数据进行管理和访问控制。

　　文件系统根据文件的名称、长度及起始地址对其进行管理。在结构上，该文件系统并未采用多级目录，而是将所有的文件都列于单个根目录之下。这种目录结构虽然并不适合于容量快速增加的文件系统，但定位和提取文件的速度有较大的优势。

　　当本监控系统的文件需要进行较大的变更时，可通过TFTP协议对文件系统进行重构。虽然这种文件系统的结构和功能比较简单，但可满足绝大多数情况下嵌入式互联网的需求，即频繁地文件访问和较少地文件变更。