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根据ARM-LINUX渠道的物联网服务器规划

基于XSCALE PXA270处理器平台和开源Linux系统搭建ARM-Linux物联网服务器。使用51单片机连接温湿度传感模块、LED灯等外围设备,使用基于 XSCALE PXA270处理器

依据XSCALE PXA270处理器渠道和开源Linux体系树立ARM-Linux物联网服务器。运用51单片机衔接温湿度传感模块、LED灯等外围设备,运用依据 XSCALE PXA270处理器的Up-Tech嵌入式试验箱为中心服务器运转渠道。首要介绍了嵌入式设备的ARM-Linux体系树立、看护程序和CGI程序之间的通讯规划,然后具体介绍了Web服务器的树立和网络程序规划所运用的iQuery类库和AJAX技能的规划完结。

物联网是互联网运用的扩展,是一种新式的联网技能,其中心是物与物之间的信息通讯沟通,也是物与人之间的交互操控。物联网技能,首要是运用各种传感器设备,例如:无线技能、射频辨认(RFID)技能,各类传感器等技能设备将物理国际中的各种信息,如温度、光强、方位等信息经过网络传输,到达物与物之间、物与人之间的信息交互意图。

要使人们能方便地拜访物联网信息,监测和操控各类传感节点和电气设备,一个友爱的用户界面是条件。依据B/S架构的解决方案以其客户端通用性成为构建体系的首选。本文将规划开发一个通用的依据ARM处理器渠道和Linux嵌入式操作体系的物联网服务器,在硬件渠道上,将运用依据 XSCALEPXA270处理器的UPTECH嵌入式开发试验箱、51单片机及各种传感操控设备。在此嵌入式设备上运用ARM LinuX体系,在嵌入式Linux体系下树立服务器,选用B/S架构,以BOA为WEB服务器,经过CGI通讯方法完结长途的信息传递和智能交互。

1 、体系体系结构

为了杰出现代物联网服务器体系的低功耗、低成本、服务水平高、处理功率高的特色,服务器将运转在依据XSCALE PXA270处理器的UP—Tech嵌入式设备上,运用51单片机衔接各种传感操控设备。

在 UP-Tech嵌入式设备上移植了2.6.28内核的ARM Linux操作体系。在Linux体系上面,编写一个看护程序来与51单片机通讯,从而在Linux体系上与各种传感操控设备进行通讯操控。在Linux 上面移植Boa WEB服务器,用来树立用户可交互式的拜访界面。运用户经过浏览器拜访页面就能够实时进行检查或操控各种传感操控设备。

体系架构如图1所示。

1.jpg

图1 体系架构

2、 物联网数据搜集与处理子体系规划

2.1 依据51单片机的数据搜集体系

在物联网终端设备方面,选用51单片机,经过其丰厚的外扩接口和温度传感器、湿度传感器,以及LED灯等模块进行衔接。在软件上选用“C言语+驱动库” 的开发形式,经过这样的开发形式,不只能够进步开发功率,还能很好地完结多个传感器的信息搜集和处理。在衔接ARM-Linux嵌入式渠道方面,选用 UART 虚拟串口与嵌入式渠道进行衔接通讯。

本体系的根本完结功用如下:

(1)衔接各个传感模块,经过输入输出接口获取传感器传递过来的信息而且记载;

(2)设置定时器,在规则的单元时间内,搜集各个传感设备的信息和操控设备的状况。将他们的信息、状况组成数据包,经过虚拟串口发送;

(3)利通虚拟串口通讯,时间检测来自ARM-Linux渠道发送过来的操控信号;

(4)剖析串口传递过来的数据包,检测数据来历承认是否合法,然后依据特定的操控代码对单片机和各个操控模块进行操控。

2.2 依据ARM—Linux渠道的数据处理体系

ARM-Linux 渠道是指运用开源的Linux内核经过特定需求的裁剪后,经过穿插编译后得到一个能够运转在ARM处理器的Linux内核,一起还定制一个Linux根文件体系,整个体系容量操控在几百KB到几十MB。体系首要由三部分组成:BootLoader、ARM-Linux内核、Linux根文件体系。

在嵌入式设备上,首要的数据处理体系由看护程序完结。看护程序一方面担任接纳处理单片机发送过来的信息;一方面承受WEB服务器传来的查询操控恳求。

在物联网服务器端,来自客户端拜访的恳求,由服务器接纳并查验后,将恳求查询、操控指令传递给看护程序,看护程序接纳到来自服务器的恳求,经过验证后再向单片机发送恳求查询、操控指令。

看护程序的通讯进程分为两部分,第一部分为看护程序向服务端的CGI程序奉告更新数据,第二部分为服务端CGI程序向看护程序发送指令操控,由看护程序监听到后履行操控程序。

3 、人机交互子体系-WEB服务器规划

因为嵌入式设备的硬件资源一般都比较有限,不能一起处理多个用户的恳求。因而,在WEB服务器的选取方面,挑选一些专为嵌入式设备而开发的WEB服务器。这些服务器具有占用内存空间低、处理功率高、安全性高级长处,适当合适嵌入式运用领域。另一方面,在实践的运用傍边,因为互联网的高速开展,3G网络的到来,每个人都期望能够经过手上的手持式设备来拜访操控自己的物联网设备,运用一个轻量级的WEB服务器当作拜访操控服务器,能够适当超卓地完结任务。

3.1 服务器作业原理

嵌入式WEB服务器的体系结构选用B/S架构,也即由服务端和客户端构成。在此架构上,将会经过以下几个过程来与WEB服务器相互通讯。

(1)在客户端的浏览器(Browser)输入WEB服务器的IP地址;

(2)客户端首要经过TCP建议树立衔接恳求,然后服务器经过认证后,承认恳求合法后当即树立衔接。在这个进程中,选用的是TCP/IP协议的“三次握手”方法树立衔接的;

(3)经过TCP/IP树立衔接后,浏览器再用HTTP协议宣布HTTP恳求;

(4)当服务器端接纳到HTTP恳求后,对其进行解析等操作,然后依据不同的处理成果服务器再履行相应的回来操作。

(5)客户端收到服务器的回来成果后,解析HTML数据包,然后将之显现在浏览器上。

3.2 Boa WEB服务器的移植

Boa 是一个处理单任务的WEB服务器。也就是说只要在完结一个恳求后才干呼应别的一个衔接恳求,尽管无法完结并发呼应,可是现已满足敷衍嵌入式的运用处理了。别的,Boa也是一个适当轻量级的WEB服务器,穿插编译所得到的可履行文件只要60kB左右。出于规划的精简和运用需求,Boa仅支撑CGI。

在WWW.boa.org上下载boa的源代码。经过以下过程完结其穿插编译:

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