嵌入式WEB服務(wù)器在太陽能發(fā)電站監(jiān)測系統(tǒng)中的設(shè)計應(yīng)用

監(jiān)控系統(tǒng)分2種，C/S模式和B/S模式。C/S模式需要在PC安裝客戶端，在嵌入式系統(tǒng)上還需要安裝服務(wù)端，這在設(shè)計上不僅加大了開發(fā)工作量，而且還得配備專用電腦，但有時候在工業(yè)現(xiàn)場上是沒有辦法做到的。而B/S模式則顯得其靈活性和成本低廉性。首先在B/S模式下面我們只需要開發(fā)單個WEB應(yīng)用，客戶端和服務(wù)端程序都不需要。其次還可以用具備瀏覽器的終端設(shè)備來隨時隨地瀏覽察看和控制后端設(shè)備。另外還可以省下其他監(jiān)控硬件設(shè)備，有效降低了成本，增強整套系統(tǒng)市場競爭力。

綜合考慮本系統(tǒng)采用B/S方式。監(jiān)控系統(tǒng)以ARM11微處理器（SC6410）為硬件核心，嵌入式Linux為軟件核心的綜合平臺方案。在此平臺上設(shè)計了基于Linux嵌入式Web太陽能監(jiān)控系統(tǒng)。此監(jiān)控系統(tǒng)以Ajax為網(wǎng)頁前端通訊方式，Cgi進(jìn)程、Php進(jìn)程、485進(jìn)程為后端數(shù)據(jù)處理方式。監(jiān)控系統(tǒng)只存設(shè)備上運行，在和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的任何地方，儀通過瀏覽器就可以直接監(jiān)控太陽能設(shè)備，打破了距離的限制，提高了軟件的保密性。

　　1 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)硬件分為核心板和底板2個部分。核心板使用S3C6410處理器，外擴(kuò)128MB SDRAM和256MB FLASH外部存儲器。底板采用的是RS4 85采集接口，3線RS232串口，SD卡存儲接口以及以太網(wǎng)控制器和RJ45組成的以太網(wǎng)接口，硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

　　RS485通訊接口按照協(xié)議把太陽能設(shè)備參數(shù)讀取并發(fā)送主控芯片（S3C6410）。主控芯片接受485采集數(shù)據(jù)并存放Sqlite3數(shù)據(jù)庫。經(jīng)程序處理、分析后的數(shù)據(jù)在網(wǎng)頁上以動態(tài)曲線和表格形式顯示，除此之外實現(xiàn)網(wǎng)頁上發(fā)送指令修改太陽能設(shè)備參數(shù)。該監(jiān)控系統(tǒng)完成參數(shù)以表格和曲線等多種形式的展示以及太陽能設(shè)備參數(shù)的配置，極大方便了客戶，提高了客戶使用友好性。

　　2 監(jiān)控系統(tǒng)運行環(huán)境移植

2.1 嵌入式CGI的C庫移植

2.1.1 下載cgic205.tar.gz

下載地址：#0btain

2.1.2 解壓

解壓壓縮文件到/home/cgic/目錄
#tar -czvf cgic205.tar.gz
#cd cgic205

2.1.3 編譯

修改其makefile里面的編譯參數(shù)
CC=arm-linux-gcc
AR=arm-linux-ar
RANLIB=arm-linux-ranlib.
#make
拷貝libcgic.a庫到設(shè)備/usr/lib/目錄下。

2.2 嵌入式數(shù)據(jù)庫Sqlite3移植

2.2.1 下載sqlite3-autoconf-3070900.tar.gz

下載地址：

2.2.2 解壓

解壓壓縮文件到/home/sqlite3/目錄
#tar -czvf sqlite3-autoconf-3070900.tar.gz
#cd sqlite3-autoconf-3070900

2.2.3 編譯

#./configure \
--host=arm-linux- \
--prefix=/opt/sqlite3/install3.7.4 \
--disable--tc \
#make
#make install
拷貝/opt/sqlite3/install3.7.4目錄下lib和bin文件到設(shè)備上對應(yīng)目錄。

2.3 WEB服務(wù)器Appweb軟件移植

2.3.1 下載Appweb3.3.0.tar.gz

下載地：

2.3.2 解壓

解壓文件到/home/appweb/目錄
#tar -czvf appweb3.3.0.tar.gz
#cd appweb3.3.0

2.3.3 編譯

#./configure \
--prefix=/home/my \
--target=arm-sc6410-linux \
--build=i686-pc-linux \
--enable-log \
--static \
--port=80 \
--with-php=/home/cgi-php; \
#make TRACE=1
#make ROOT_DIR=/home/my install
在/home/cgi-php目錄里面要有編譯好的php5動態(tài)庫，編譯的Appweb服務(wù)器才會支持php功能。
拷貝home/my目錄里面的文件到設(shè)備對應(yīng)目錄，同時拷貝php動態(tài)庫到/usr/lib目錄，至此監(jiān)控系統(tǒng)運行環(huán)境移植完畢。

2.3.4 驗證Appweb服務(wù)器

編寫以下代碼并保存為文件test.php,放至設(shè)備/www/目錄下

在PC機瀏覽器地址上輸入設(shè)備地址：192.168.0.80/test.php.如果瀏覽器網(wǎng)頁中顯示"ok php",就證明嵌入式Appweb帶php開發(fā)功能且支持Sqlite3數(shù)據(jù)庫軟件運行環(huán)境已經(jīng)移植完畢?，F(xiàn)在Web服務(wù)器能支持Cgi和Php這兩項功能，而類似boa,shttpd等嵌入式Web只是支持Cgi,在后臺的處理上功能比較弱，不能完成較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。

3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

監(jiān)控系統(tǒng)軟件基于Linux操作系統(tǒng)，主要分為Cgi模塊、Php模塊、485進(jìn)程模塊。Cgi模塊主要是要負(fù)責(zé)密碼驗證、修改、以及發(fā)送消息給485掃描進(jìn)程進(jìn)行對太陽能設(shè)備參數(shù)進(jìn)行配置。Php模塊主要負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫中提取出數(shù)據(jù)分析、處理后送給前臺。485進(jìn)程模塊主要是自定義通訊協(xié)議，掃描在線太陽能逆變器來獲取其基本屬性參數(shù)并且經(jīng)過處理后存放在設(shè)備sqlite3數(shù)據(jù)庫里，一切圖形顯示和圖表顯示以及參數(shù)修改等數(shù)據(jù)全部是從數(shù)據(jù)庫中取得。監(jiān)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)及其功能模塊如圖2所示。

嵌入式WEB服務(wù)器在太陽能發(fā)電站監(jiān)測系統(tǒng)中的設(shè)計應(yīng)用

圖2 軟件架構(gòu)及功能模塊圖

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計技術(shù)

3.1.1 軟件通訊技術(shù)

軟件通訊方式是Ajax,她是結(jié)合了Java技術(shù)、XML以及JavaScriDt等編程技術(shù)，可以讓開發(fā)人員構(gòu)建基于Java技術(shù)的Web應(yīng)用，并打破了使用頁面重載的慣例。用戶可以創(chuàng)建接近本地桌面應(yīng)用的直接、更豐富、更動態(tài)的Web用戶界面。

3.1.2 軟件Javascipt基礎(chǔ)庫

整個系統(tǒng)軟件前端軟件開發(fā)主要是基于Jayascipt的庫JQuery.她簡化了前端開發(fā)的工作，提供了豐富的函數(shù)接口。

3.1.3 軟件曲線顯示插件技術(shù)

系統(tǒng)曲線顯示部分主要是由Flot插件來完成的。Flot是一個非常強大的利用js來畫出圖表的jquery插件，并且支持幾乎所有主流瀏覽器，包括IE6+.在本系統(tǒng)中主要采用此插件來完成歷史和實時曲線的繪制。

3.1.4 軟件圖表顯示插件技術(shù)

系統(tǒng)圖表顯示部分主要是由JGrid插件實現(xiàn)。她能完成大部分常用工作的表格和分頁功能的表單，在本系統(tǒng)中主要用來顯示和實時更新在線太陽能設(shè)備的基本參數(shù)。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)軟件Cgi模塊

Cgi模塊分為前端和后端兩個部分，前端主要是html元素的編寫和布局以及相關(guān)元素對應(yīng)事件函數(shù)的編寫，后端是負(fù)責(zé)處理html網(wǎng)頁傳送過來的數(shù)據(jù)并且處理完畢返回給網(wǎng)頁調(diào)用函數(shù)需要的數(shù)據(jù)，網(wǎng)頁利用得到的數(shù)據(jù)更新原來網(wǎng)頁上的數(shù)據(jù)。圖3是Cgi功能模塊。

嵌入式WEB服務(wù)器在太陽能發(fā)電站監(jiān)測系統(tǒng)中的設(shè)計應(yīng)用