嵌入式系统设计文档格式.docx
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1.2设计目的3
1.3设计内容3
1.4设计用途3
第二章嵌入式WEB服务器设计原理简介4
2.1需求说明4
2.2功能需求详细说明4
2.3数据流图(DFD)6
2.4数据需求6
第三章嵌入式WEB服务器设计流程7
3.1系统结构图7
3.2整体结构图说明7
3.3连接处理模块8
3.4功能分配8
第四章嵌入式WEB服务器设计程序分析及实践10
4.1程序设计10
4.2程序分析11
4.3实验步骤15
参考文献17
第一章绪论
1.1课题简介
随着后PC时代的到来,嵌入式系统技术已经成为了一个万众瞩目的焦点。
目前已广泛应用于信息家电、数据网络、工业控制、医疗卫生、航空航天等众多领域。
巨大的市场潜力,无穷的商机,吸引了各路英豪纷踵沓来。
ARM单片机技术由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。
在工业生产中,电流、电压、温度、压力和流量也都是常用的被控参数。
ARM单片机控制嵌入式WEB服务器系统,是利用ARM作为系统的主控制器,由linux下的vi编程,来实现对于嵌入式WEB服务器的访问。
本设计采用ARM技术,其具有集成度高,运算快速快,体积小、运行可靠,价值低廉的特点,适宜于绝大多数的控制过程。
鉴于这样的重要性,我们打算设计一种基于ARM的嵌入式服务器系统。
1.2设计目的
运用ARM体系结构与编程所学知识及查阅相关资料,完成嵌入式WEB服务器的设计,达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。
1.3设计内容
熟知嵌入式WEB服务器的工作原理、SOCKET网络编程。
使用RedhatLinux9.0操作系统环境及ARM编译器,编译WEB服务器的驱动模块和应用程序,实现嵌入式WEB服务器的设计。
1.4设计用途
学习使用SOCKET进行通讯编程的过程,了解一个实际的网络通讯应用程序整体设计,读懂HTTPD.C源代码。
在此基础上增加一些其他功能。
在PC计算机上使用浏览器测试嵌入式WEB服务器的功能。
第二章嵌入式WEB服务器设计原理简介
2.1需求说明
图2.1嵌入式WEB服务器需求说明
2.2功能需求详细说明
1)获取服务器当前目录文件列表
将服务器当前目录下所有文件的信息发送给客户端,信息包括:
文件名、大小、日期。
2)获取指定文件
将客户请求的文件发送给客户。
3)获取HTML类型文件
将客户请求的HTML类型文件发送给客户。
4)获取纯文本文件
将客户请求的纯文本发送给客户。
5)获取JPG图像文件
将客户请求的JPG图像文件发送给客户。
6)解析用户请求
分析客户的请求,将请求信息解析为几个变量,包括:
请求的命令、请求的文件名、请求的文件类型。
2.3数据流图(DFD)
图2.2数据流图(DFD)
2.4数据需求
回应HTTP协议数据头格式要求,如表2.1所示:
表2.1HTTP协议数据头格式
行号
字段
内容举例
1
状态行
HTTP/1.0200OK
2
文件类型
Content-type:
text/html
3
服务器信息
Server:
ARMLinux-httpd0.2.4
4
是否过期
Expires:
0
第三章嵌入式WEB服务器设计流程
3.1系统结构图
图3.1系统结构图
3.2整体结构图说明
主程序:
建立TCP类型SOCKET在80端口进行监听连接请求。
接收到连接请求,将请求传送给连接处理模块处理。
并继续进行监听。
3.3连接处理模块
图3.2连接处理模块
3.4功能分配
1)发送当前目录文件列表信息
2)发送HTML类型文件
3)发送纯文本文件
4)发送JPG图像文件
5)发送GIF图像文件
将客户请求的GIF图像文件发送给客户。
6)解析客户请求HTTP协议头
分析客户的请求,包括:
1.空格处理
2.解析客户请求命令
3.解析客户请求的资源名
4.解析客户请求的资源类型。
7)客户连接处理
解析Referrer和content_length字段值并调用客户请求解析函数。
8)发送HTTP协议数据头
根据发送文件类型发送相应的HTTP协议头信息。
第四章嵌入式WEB服务器设计程序分析及实践
4.1程序设计
4.1.1、接口设计
客户连接处理
函数名:
intHandleConnect(intfd)
参数:
客户连接文件描述字
4.1.2、解析客户请求
intParseReq(FILE*f,char*r)
参数1:
文件流FILE结构指针,用于表示客户连接的文件流指针。
参数2:
字符串指针,待解析的字符串。
4.1.3、发送HTTP协议数据头
intPrintHeader(FILE*f,intcontent_type)
用于写入HTTP
协议数据头信息。
信息类型,用于确定发送的HTTP协议数据头信息。
4.1.4、发送当前目录文件列表信息
intDoDir(FILE*f,char*name)
用于写入目录文件信息数据。
目录名,表示客户请求的目录信息。
4.1.5、发送HTML文件内容
intDoHTML(FILE*f,char*name)
用于写入文件信息数据。
客户请求的文件名。
4.1.6、发送纯文本(TXT)文件内容
intDoText(FILE*f,char*name)
4.1.7、发送JPEG图像文件内容
intDoJpeg(FILE*f,char*name)
4.1.8、发送GIF图像文件内容
intDoGif(FILE*f,char*name)
4.2程序分析
4.2.1、主程序设计
1)功能说明
系统的总入口,也是系统的主要控制函数。
分别完成如下功能:
建立环境设置。
设置信号处理方式。
建立侦听TCP流方式SOCKET并绑定80端口。
建立连接侦听及客户连接处理调用主循环。
2)算法流程图
算法流程图如图4.1所示:
图4.1主程序数据流程图
3)命令行输入处理
用户在命令行输入参数-i,则将客户输入文件描述字设为0,即标准输入。
用于在本机进行测试。
其他输入全部忽略。
4.2.2、客户连接处理模块设计
用于初步处理客户的连接请求,并将请求信息传递给客户请求解析函数处理。
2)算法
算法流程图如图2.2所示:
图4.2客户连接处理模块数据流程图
4.2.3、客户请求解析处理模块设计
用于解析客户的请求,并根据请求信息调用相应的函数进行请求处理。
算法流程图如图2.3所示:
图4.3客户请求解析处理模块数据流程图
4.2.4、发送HTTP协议数据头模块设计
根据参数的不同,发送不同的HTTP协议头信息。
函数定义为:
发送请求成功信息:
HTTP/1.0200OK。
根据文档类型发送相应的信息:
fprintf(),函数中的第一个参数f为客户连接文件流句柄。
switch(content_type)
{
case'
t'
:
fprintf(f,"
text/plain\n"
);
break;
g'
image/gif\n"
j'
image/jpeg\n"
h'
text/html\n"
}
发送服务器信息:
AMRLinux-httpd0.2.4\n"
发送文件过期为永不过期:
0\n"
4.3实验步骤
4.3.1、阅读理解源码
进入/arm2410s/exp/basic/09_httpd目录,使用vi编辑器或其他编辑器阅读理解源代码
4.3.2、编译应用程序
运行make产生可执行文件httpd
[root@zxt/]#cd/arm2410s/exp/basic/09_httpd/
[root@zxt09_httpd]#make
armv4l-unknown-linux-gcc-DHTTPD_DOCUMENT_ROOT=\"
/mnt/yaffs\"
-c-ohttpd.ohttpd.c
-c-ocopy.c
armv4l-unknown-linux-gcc-o../bin/httpdhttpd.ocopy.o-lpthread
armv4l-unknown-linux-gcc-ohttpdhttpd.ocopy.o-lpthread
[root@zxt09_httpd]#ls
copy.cdochttpdhttpd.oMakefile
copy.oGooglehttpd.cindex.htmlMakefile.bak
4.3.3、下载调试
使用NFS服务方式将HTTPD下载到开发板上,并拷贝测试用的网页进行调试,本例中用的是index测试网页。
[/mnt/yaffs]cd/host/exp/basic/09_httpd/
[/host/exp/basic/09_httpd]./httpd
startinghttpd...
pressqtoquit.
waitforconnection.
4.3.4、本机测试
在台式机的浏览器中输入http:
//192.168.0.111(111为UP-AMR2410-S实验板的IP地址),观察在客户机的浏览器中的连接请求结果(如图4.4)和在开发板上的服务器的打印信息。
图4.4IE显示结果
参考文献
[1]杜春雷,ARM体系结构与编程[M].清华大学出版社,2003,2
[2]梅丽凤等,单片机原理及接口技术(修订本)[M].北方交通大学出版社,2004,2
[3]王洪辉,嵌入式系统Linux内核开发实战指南(ARM平台)[M].电子工业出版社,
2009,3
[4]王福瑞等.单片机微机测控系统设计大全[M].北京航空航天大学出版社,1999.3