Embedded 版 (精华区)

发信人: Thinkpad (船长), 信区: Embedded_system
标  题: 因特网技术在嵌入式系统中的应用
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Oct 21 09:28:54 2001) , 转信

            因特网技术在嵌入式系统中的应用
        
           烟台开发区亚新利电器有限公司(264006)　李　农

【摘要】利用因特网技术当地或远程对嵌入式系统,如自动售货机、各种表计、工厂设备、
保安系统、住宅自动化等应用系统的控制是近年来才出现的。介绍因特网技术应用于嵌入
式系统中的实现方法。
关键词:因特网技术,嵌入式系统
  　众所周知,嵌入式设备可以利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术实现浏览和传递信息。例如机顶
盒可以使电视机具备网络浏览功能;可上网的微波炉可以下载食谱;ＭＰ3音乐播放机可从Ｉ
ｎｔｅｒｎｅｔ的ＭＰ3网站下载ＭＰ3文件进行播放;利用手机收发Ｅ ｍａｉｌ等。这些
应用只是获取和传递信息,完全可以利用现在的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术实现更多的应用,如
嵌入式系统的控制功能。
1　实现嵌入式系统与因特网连接的一般方法
  　嵌入式系统的软件可以采用实时操作系统或简单利用循环加中断结构。国外许多公司
提供了功能强大、性能可靠的实时操作系统。部分实时操作系统内部具有对ＴＣＰ/ＩＰ协
议的支持,可以实现ＨＴＴＰｓｅｒｖｅｒ的功能。如ＶＲＴＸ、ＮＵＣＬＥＵＳ、ｐＳＯ
Ｓ、ＱＮＸ、ＶｘＷｏｒｋ、ＲＴＸＣ、ＣＭＸ-ＲＴＸ等产品。另外有些国外公司提供了
支持Ｃ语言的ＴＣＰ/ＩＰ协议的库函数。这些库函数既可以运行在实时操作系统环境下,
也可以直接连接到用户的软件中。
    利用以上这些产品有较高可靠性保证。但是这些产品对国内用户来讲有一个比较大的
问题,就是这些产品的价格比较昂贵。带有ＴＣＰ/ＩＰ协议库和ＨＴＴＰｓｅｒｖｅｒ功
能的实时操作系统报价一般都要＄7000～＄8000以上。昂贵的价格是影响这些实时操作系
统在我国推广的主要原因之一。嵌入式系统的核心由微处理器硬件和嵌入式软件构成。由
于成本和应用领域的要求,目前应用最多的嵌入式微处理器是8位的微处理器。这些微处理
器的片内资源比较少,相应的软件也不会太庞大。因此比较复杂的软件功能不容易在这些微
处理器上实现。为了实现比较复杂的ＩｎｔｅｒｎｅｔＨＴＴＰｓｅｒｖｅｒ功能,往往采
用16位以上的微处理器和比较多的ＲＡＭ资源,使绝大部分ＨＴＴＰｓｅｒｖｅｒ功能在该
微处理器上实现。因为要传送大量的ＨＴＭＬ页面,所以会影响微处理器的运行效率,微处
理器对其他事件的响应将变得比较缓慢。
   ｅｍＷａｒｅ公司提供的ＥＭＩＴ软件包利用分布式网络服务器(ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄＷｅｂｓｅｒｖｅｒ)的概念,使我们在8位微处理器上实现嵌入式设备的ＨＴＴＰｓｅ
ｒｖｅｒ功能。利用网络浏览器可以实现当地或远程对嵌入式电子设备,如自动售货机、各
种表计、工厂设备、保安系统、住宅自动化等应用系统的控制。下面将重点就ＥＭＩＴ软
件包在嵌入式设备中控制应用的实现方法进行介绍。
2　ＥＭＩＴ软件包介绍
    ＥＭＩＴ软件包由ｅｍＭｉｃｒｏ嵌入式设备驱动程序、ｅｍ Ｇａｔｅｗａｙ网关、
网络浏览客户软件、ＥＭＩＴ访问库四部分组成。如图1所示。
   (1)ｅｍＭｉｃｒｏ嵌入式设备驱动程序:该驱动程序需要很少的资源,如在8051微处理
器中只需要30Ｂ的ＲＡＭ和1ＫＢ的ＲＯＭ。该程序是以汇编语言和Ｃ语言方式提供给用户
的源代码,用户可比较容易地移植到其他各种微处理器上。通过该驱动程序可访问嵌入式设
备的事件、变量、文档等资源。该驱动程序完成ｅｍ Ｍｉｃｒｏ部分与ｅｍＧａｔｅｗａ
ｙ网关的的通信。通过该驱动程序可以实现嵌入式设备中的ＨＴＭＬ文档的管理;可以对这
些文档像ＰＣ机中普通的目录文件一样进行拷贝、改名、显示和删除等管理。
 
                      图1　ＥＭＩＴ软件结构

(2)ｅｍＧａｔｅｗａｙ网关:该软件运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ95等支持ＴＣＰ/ＩＰ协议的操
作系统环境下。由ＨＴＴＰ服务器、设备访问服务模块(ＤＡＳ)、设备链路模块(ＤＬＭ)
、ｅ ｍＯｂｊｅｃｔｓ插件、ｅｍＭａｎａｇｅｒ管理器等几部分组成。如果按传统的方
法,所有这些内容都应存在于嵌入式设备中,可以想象对于嵌入式设备来讲需要占据的资源
是巨大的。其中,ＨＴＴＰ服务器完成ＨＴＭＬ传送服务任务;ｅｍＯｂｊｅｃｔｓ插件完
成与浏览器中的插件通信;设备访问服务模块(ＤＡＳ)管理嵌入式设备、浏览器、用户应用
等程序的通信;设备链路模块(ＤＬＭ)管理与嵌入式设备的各种介质(ＲＳ 232、ＲＳ 485
等)通信;ｅｍＭａｎａｇｅｒ管理器允许系统管理员完成远程管理ｅｍＧａｔｅｗａｙ网
关,设置用户权限等任务。
    (3)网络浏览客户软件:浏览器软件通过ｅｍＯｂ ｊｅｃｔｓ插件和ＥＭＩＴ专有ＪＡ
ＶＡ类文件与ｅｍＧａｔｅｗａｙ网关中的ＨＴＴＰ服务器进行通信。
    (4)ＥＭＩＴ访问库:用户应用程序通过ＥＭＩＴ访问库可直接与ｅｍＧａｔｅｗａｙ
网关中的设备访问服务模块(ＤＡＳ)进行通信,而不必通过浏览器访问ＨＴＴＰ服务器。
   3　ＥＭＩＴ软件应用举例
   本文以一个住宅自动化为例,说明ＥＭＩＴ软件包的应用。在此例中由安全监控、空调
系统监控、灯光控制、花园喷淋控制、视听设备控制、表计监测等几部分组成。各个部分
的监控都由各自的微处理器负责,由通信介质连接到ＰＣ机上。各部分微处理器中固化了ｅ
ｍＭｉｃｒｏ驱动程序,ＰＣ机中安装了ｅｍＧａｔｅｗａｙ软件,浏览器软件中嵌入ＪＡ
ＶＡ对象。
   可以利用浏览器在直观的图形界面环境下,对住宅中的各部分进行监视和控制。远程通
过电话拨号方式,把浏览器与住宅中的ＰＣ机联接起来,然后进行监控;在住宅中可直接利用
ＰＣ机中的浏览器进行监控。在“安全监控”中,完成门窗开闭情况的监视,控制摄像机的
摄像角度调整等任务。在“空调系统监控”中,完成对室内温度、湿度等参数的监视和控制
。在“灯光控制”中,完成对室内和室外各部分电灯的控制。在“喷淋控制”中,完成对花
园中土壤水份的监测和喷淋装置的控制。在“视听设备控制”中,完成对电视机的开关、选
台等控制,对音响的开关、音量、音效等控制。在“表计监测”中,完成对水、电、气等表
计的监测,可随时了解水、电、气的用量。
    Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术在嵌入式设备中的应用前景是极其广泛的。同时,随着这些技术
的广泛应用,嵌入式设备的安全验证机制水平的提高也变得日益重要起来。因此,在推广Ｉ
ｎｔｅｒｎｅｔ技术的同时,更应加大对安全验证机制的研究。本文介绍的ＥＭＩＴ软件已
经提供了来自ＲＳＡ(美国著名的加密算法实验室)的安全验证工具ＢＳＡＦＥ。
    4　结论在嵌入式系统中实现因特网浏览功能越来越受到人们的重视,嵌入式软件的成
本在系统成本中占有很大的比例,因此选择不同的软件技术对嵌入式系统的造价影响很大。
ＥＭＩＴ软件充分利用现有的计算机软件功能,可在价格低廉的8位微处理器上实现复杂的
Ｗｅｂ功能。
    参考文献1　ＥＭＩＴ3.0ＵｓｅｒＭａｎｕａｌ,19982　ＶＲＴＸｘ86/ｒｍＯｐｅｒ
ａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍＤｅｖｅｌｏｐｅｒ’ｓＧｕｉｄｅ,101746 0013　Ｎｕｃｌｅ
ｕｓＦａｍｉｌｙｏｆＰｒｏｄｕｃｔｓ



--

※ 来源:．哈工大紫丁香 http://bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.239.147]