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本文详细论述了一种通过嵌入式互联网技术控制在线嵌入式设备的远程监控系统。本系统采用了客户端/服务器(C/S)模式。通过简化TCP/IP协议栈实现了嵌入式Web服务器(EWS)功能。将EWS安装到设备中，从而使得嵌入式设备可以通过Internet互联，同时可提供网络管理页面，使用户可用标准的网络浏览器对众多设备进行在线远程访问、控制和管理，将时间与距离的限制降到最低。
1 控制系统架构
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[2]。
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[2]。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。
在本系统中，EWS内嵌于设备中并通过串口连接设备，每个设备都具有自身的IP地址，经内部EWS由RJ-45接口接入本地局域网(LAN)中(本实验中，LAN为以太网)。一方面EWS读取设备状态信息并将其发送给本地或远程用户；另一方面则接收控制指令并发送给设备。而更大范围的广局网通信则可通过Internet或移动通信网络实现。
2 EWS的设计与实现
2.1 软件架构
本系统采用浏览器/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。
2.2 简化TCP/IP协议栈
嵌入式互联网技术有效地解决了嵌入式设备接入因特网的问题，使得这些设备可通过普通的浏览器进行远程访问和控制，如何将TCP/IP协议栈内嵌到设备中是解决问题的关键所在。传统的TCP/IP协议栈相对比较庞大复杂并需要固定的系统资源支持，而大部分嵌入式设备都采用8位或16位MCU，其运算能力和系统资源比较薄弱。若直接将传统的TCP/IP协议栈接入设备，则大部分运算时间和系统资源都将被占用，这对系统的整体性能影响很大[3]。为了解决此矛盾，在设计该监控系统时根据具体情况选用了成熟的LWIP协议栈以实现网络功能，同时最大限度地减少系统资源消耗并提高了可靠性。
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