嵌入式Web Services及其在遠程實驗中的應用.pdf

1、隨著嵌入式和計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，資源共享、數(shù)據(jù)交互和相互協(xié)作是嵌入式系統(tǒng)日益增長的需求。作為專用的計算機系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)特定的應用功能，軟硬件資源嚴格受限，信息相對獨立，不同嵌入式系統(tǒng)其軟硬件資源也往往不同，web服務以TCP/IP、HTTP和SOAP為通信協(xié)議，具有接口統(tǒng)一、松散耦合、應用集成和可跨越防火墻等特點，正好彌補嵌入式系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信中存在的接口不統(tǒng)一、平臺異構和數(shù)據(jù)獨立等問題，嵌入式的web服務化是嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化和

2、智能化的發(fā)展趨勢。
　　在嵌入式系統(tǒng)上應用web services會受其軟硬件資源嚴格受限的制約，目前，嵌入式web services尚處于待研究和探索萌芽階段，如何讓嵌入式web services既能充分利用web服務的接口統(tǒng)一、松耦合和可跨防火墻等特點，又不影響嵌入式系統(tǒng)的正常工作則是嵌入式web services研究的關鍵問題，本文研究內(nèi)容是實現(xiàn)嵌入式web services并將其應用于遠程教學實驗系統(tǒng)，以驗證該web se

3、rvices的可行性和正確性。
　　本文首先深入研究了國內(nèi)外嵌入式web services的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了本論文中嵌入式系統(tǒng)軟硬件資源情況以及web services技術中TCP/IP、HTTP、SOAP等支撐協(xié)議的特點，由此確定了在此嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)web services的可行性，隨后從應用服務的角度分析了在嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)web services的服務結構和實現(xiàn)方案。
　　本文在以ARM為內(nèi)核的STM32F407I

4、GT6芯片上移植嵌入式免費開源的實時操作系統(tǒng)FreeRTOS和輕量級TCP/IP協(xié)議棧LwIP，并測試了該系統(tǒng)的實時效果和網(wǎng)絡通訊質量，保證了嵌入式web services的底層技術的可靠性。隨后，設計了一款精簡版的HTTP1.1協(xié)議，實現(xiàn)了其中的POST和GET方法，保證了web services對HTTP最基本的要求。XML為web services中傳輸?shù)慕Y構化和固化數(shù)據(jù)的基礎，本文設計了一款C語言版的“推”模式XML解析器，該解

5、析器基于事件驅動，響應速度快，節(jié)省內(nèi)存;并以此為基礎設計了SOAP消息處理器，用來處理嵌入式web services中傳輸?shù)腟OAP消息。
　　以上工作完成了嵌入式web services所需的基礎通信協(xié)議，本文在此基礎上結合具體的服務需求，以組成原理課程實驗為應用背景，將實驗課程中底層的FPGA硬件功能封裝成向外提供的web服務，將客戶端的實驗操作設計成調(diào)用該web服務的客戶端請求，由此將此嵌入式web services與具體服