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基于STM32的嵌入式WEB服务器设计+(1)

毕业设计说明书摘要在科学技术日新月异的今天,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。

嵌入式系统具有软件、硬件的可裁剪性,系统精简,具有高时效性,且功耗较低。

由于HTML语言的标准统一性,只要在嵌入式设备中有一个微型服务器, 就可以使用任意一种Web浏览器接收和发送信息。

本论文首先讨论了基于ARM Cortex-M3的嵌入式Internet技术,介绍了嵌入式网络通信技术的基础知识,然后根据嵌入式设备的特点,对标准TCP/IP协议进行了合理的简化,实现了符合ARM Cortex-M3单片机的嵌入式精简TCP/IP协议栈。

在协议栈的基础上,实现了简单的嵌入式Web服务器。

本论文结合嵌入式技术、互联网通讯技术,介绍了嵌入式Web服务器的具体实现过程。

论文采用STM32F103C8T6+ENC28J60的硬件构架,基于超文本传输协议(HTTP)传输控制数据和用户信息,设计了微型嵌入式WEB服务器,通过以太网和-据传输共享以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备的信息,实现了嵌入式系统的Internet接入,Internet上的远程用户就可以通过浏览器访问嵌入式Web服务器,进而实现对嵌入式系统的远程控制和监测。

关键字:STM32 WEB服务器远程控制IAbstractThis system adopts the ST company Cortex-M3 kernel STM32 microprocessor STM32F103. STM32F103 is STMicroelectronics launched a new STM32 connection type (Connectivity) is a high performance products series of micro controller, the chip integrates a variety of standard high performance industrial interface, and different types of STM32 products in the pin and software with perfect compatibility, can be easily adapted to more applications. The new STM32 standard peripherals including 10 timer, two 12 1-Msample/s AD (ADC) (rapid alternating mode 2M sample/s), two of 12 DA (DAC), two I2C ports, five USART ports and three SPI ports and high quality digital audio interface IIS, and STM32F103 with a full USB (OTG) interface, two CAN2.0B interface, and Ethernet 10/100 MAC module. This chip can meet the industrial, medical, building automation, home audio and home appliances market a variety of products demand.. System is the main content of the network control is connected with the equipment and access to the equipment status and data informa-tion can be released; the webpage; timely response control command from the remote user. In addition, the embedded equipment with simple function, low power con-sumption and portability etc.Keywords : STM32 Web server Remote controlII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 目录 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

第一章引言 .. (1)1.1课题的研究意义 (1)1.2嵌入式的发展趋势 (1)1.3嵌入式Web服务器 (2)1.4嵌入式Web服务器的研究现状及关键问题 (2)第二章STM32系统的硬件平台 (4)2.1概述 (4)2.2微处理器的选择 (4)2.3以太网控制器的选择 (4)2.4 SPI通信协议 (6)2.4.1 SPI接口的引脚描述 (6)2.4.2 SPI特征 (6)2.4.3 数据发送与接收过程 (7)2.5网络模块硬件接口原理图 (8)第三章嵌入式web服务器TCP/IP协议栈 (9)3.1概述 (9)3.2 嵌入式TCP/IP协议栈概述 (9)3.3嵌入式TCP/IP协议栈数据处理流程 (10)3.3.1数据的发送过程 (10)3.3.2数据的接收过程 (11)3.4嵌入式 Web 服务器中TCP/IP栈的实现 (12)3.4.1ARP协议实现 (12)3.4.2 ARP发送模块 (14)3.4.3 IP协议实现 (17)III3.4.4 ICMP协议实现 (19)3.4.5 TCP协议实现 (19)第四章嵌入式Webserver的设计 (22)4.1 HTTP协议的实现 (22)4.2嵌入式WEB服务器的设计和实现 (26)4.2.1 Web页面存储及网页数据 (26)4.2.2 动态内容的处理及在线互动的实现 (27)4.3协议栈和Webserver功能测试 (29)4.4 Web应用设计 (29)4.4.1基于嵌入式WEB服务器的应用系统调试 (29)4.4.2单板调试 (30)4.4.3联机调试 (30)4.4.4 测试分析 (32)4.5 本章小结 (33)总结 (35)致谢 (35)参考文献 (35)附录 (35)IV第一章引言目前,网络化控制己成为远程控制的主要研究方向,利用网络实现对局域乃至全球范围内设备的监控是工业控制系统的发展趋势。

嵌入式Internet远程监控技术作为网络化控制的代表,它解决了工业控制领域中异构网络互联问题,提高了传统装备的智能化水平,促进了传统产业结构的调整。

嵌入式Web服务器尤其适用于嵌入式Internet应用,它通过Ethernet或Modem的连接可以轻松连接到任何网络,真正实现对设备的远程管理和控制。

1.1 课题的研究意义一般互联网站都采用功能强大的通用Web服务器。

随着网络各个核心部分业务量的提高其访问量和数据流量快速增长处理能力和计算强度也相应增大,使得单一设备根本无法承担。

而且许多企业级应用系统的应用请求具有突发性和紧急性的特点。

当应用访问急剧上升时容易造成网络瓶颈。

解决这一问题的办法是采用多台嵌入式Web服务器,为一个应用服务集群负载均衡机制就是为解决多个网络设备之间实现合理的业务量分配而提出的。

嵌入式网络技术的目标是将小型简单的低成本嵌入式系统连接到网络,充分利用网络资源,实现更广范围的信息共享和更多类型的信息、服务。

随着因特网的迅速发展,Web应用越来越广泛。

由于Web技术的开放性和独立平台特性,大大降低了软件系统和通信系统的设计、维护工作量,节省了人员培训费用,提高了现场测试和控制设备的管理水平。

1.2 嵌入式的发展趋势嵌入式技术的发展以及对未来工业革命将产生的巨大影响已经引起世界各国的高度关注.欧盟认为,嵌入式技术是IT领域中发展最快的内容,并将保持巨大技术发展和商业应用机会。

嵌入式系统的应用领域非常广泛,在产业发展中的重要性仍在持续提升,欧盟统计,在2003年,全球大约有80亿片嵌入式可编程微处理器。

到2010年全球有160亿片嵌入式可编程微处理器,地球上平均每人有三个处理器。

在2013年,这个数字还将持续增长。

- 1 -1.3 嵌入式web服务器嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁减,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。

它具有“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”三个基本要素。

在当今数字信息技术、网络技术迅速发展的时代,嵌入式系统已经无处不在,并将不断涌现出新的嵌入式系统产品。

嵌入式Web服务器是一个Web服务器引入领域的测试和控制设备,在硬件平台和相应软件系统的支持下,它改变了传统的测量和控制使用的TCP / IP设备的通信协议,以网络技术为核心的网络测试和控制的并基于Internet的设备。

Web应用系统与传统系统相比,简化了系统结构,把信息收集和传播信息的集成到现场测量控制设备。

运用标准的接口和通信协议,从Web服务器的嵌入式设备也可以向任何连接到网络的合法用户提供统一的操作和控制界面。

由于Web技术的开放性和平台无关的特性,大大降低了软件维护、软件系统和通信系统设计的工作量,节省了人员培训费用,提高了测试和控制现场设备管理水平。

高端嵌入式设备快速发展,硬件成本显著下降,有的嵌入式系统硬件已经与通用计算机接近。

同时随着Internet的迅速发展,网络化的嵌入式产品已经成为IE产业的最大增长点,将嵌入式设备接入Internet将成为一种必然。

1.4 嵌入式Web服务器的研究现状及关键问题在中国,嵌入式系统开发已经有20多年的历史,从事嵌入式开发的工程师有数十万,但大多数是几个人的小组。

现今,我们面对的式嵌入式的工业化潮流,如果不能正确的认识到这一点,那么我们将错过上游产品开发的机遇。

嵌入式Web服务器主要具有以下优点:1.统一的客户界面:客户端只需要一个通用的浏览器,解决了统一用户界面的问题。

2.平台独立性:浏览器所运行的平台与嵌入式Web服务器所在的平台无关,- 2 -真正实现了跨平台。

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