GoAhead WebServer在雕刻控制系統中的應用

張科威，楊春艷，于中華

(中國船舶重工集團第七二二研究所，湖北武漢 430074)

GoAhead WebServer在雕刻控制系統中的應用

張科威，楊春艷，于中華

(中國船舶重工集團第七二二研究所，湖北武漢 430074)

通過在基于VxWorks的嵌入式平臺上架構了一個WebServer服務器，并將Web服務器應用于雕刻控制系統中實現了遠程操作控制。試驗結果表明:該方案具有成本低、開發效率高和易于移植等特點，為工業控制領域的遠程控制提供了一種行之有效的方法。

VxWorks;Web服務器;遠程控制;雕刻控制系統

隨著工業技術的發展和嵌入式應用領域越來越廣泛，應用嵌入式技術開發雕刻控制系統技術已非常成熟，而將Web技術運用到雕刻控制系統進行遠程控制的卻很少。采用Web+嵌入式技術來實現雕刻機控制系統的遠程控制，用戶或操作人員只需通過客戶機遠程登錄瀏覽器就可以進行系統的控制與操作，這樣可以將操作人員從惡劣的環境中解脫出來，實現雕刻控制系統的遠程控制操作。

1 系統硬件平臺

采用三星公司基于ARM1176ZJF內核的S3C6410作為處理器芯片。S3C6410微處理器具有豐富的片內外設，可根據系統需要進行外圍電路的擴展，減少了開發難度和開發成本，后續軟件的設計與實現都是基于此硬件平臺的。控制系統的硬件結構圖如圖1所示。

圖1 控制系統硬件結構圖

(1)系統的硬件平臺以三星公司的ARMS3C6410為核心芯片，擴展FLASH、SDRAM存儲器、SD卡、串口、USB端口、網絡接口等外圍功能。

(2)ARM與FPGA之間通過地址總線和數據總線進行地址和數據的交互。

(3)FPGA主要是對各運動軸的速度和方向進行控制，接收ARM傳送過來的信號并將其轉化為方向脈沖和速度脈沖［1］，通過FPGA轉化為脈沖可以提高系統控制精度。

2 嵌入式軟件系統的實現

在嵌入式控制系統的硬件平臺搭建與調試通過之后進行軟件的開發與移植工作，此系統的開發流程是:先進行嵌入式操作系統VxWorks在硬件平臺上的移植，再將GoAhead WebServer成功移植到嵌入式操作系統上，最后進行應用程序功能的開發，以Web瀏覽器的形式對系統的功能進行操作。其系統結構圖如圖2所示。

圖2 系統結構圖

2.1 VxWorks操作系統的移植

VxWorks是一種功能強大、在目標機上高性能、可裁剪的嵌入式實時操作系統。其微內核設計結構節省內存空間、保證了對外部事件的快速反應，可靠性高和實時性強的特點使其廣泛應用到工業控制、通信技術領域。

在硬件平臺上移植VxWorks操作系統，首先獲取硬件的板級支持包，定制一個VxWorks內核，在內核啟動成功后，再添加相應的網絡組件、定時器等相關組件，將編寫好的設備驅動程序添加進入。

2.2 GoAhead WebServer服務器的移植

GoAhead是嵌入式操作系統的一個比較專用的Web服務器，其構建在設備管理框架之上，操作者能夠根據WebServices的標準來部署應用，其很小的內存消耗、支持認證功能、獨特的URL分析器等特點使之應用非常普遍。GoAhead的大部分功能都在服務它自己提供的goform功能，GoAhead是跨平臺的服務器軟件，可以穩定地運行在 Windows、VxWorks、Linux、MacOSX等操作系統上，GoAhead在VxWorks操作系統上的移植過程主要有以下幾個步驟:

(1)GoAhead源碼添加到應用工程

在WindRiver應用工程中添加GoAhead源代碼，同時去掉webSSL.h，webSSL.c，webComp.c文件。

(2)添加預編譯宏

在工程的編譯—＞屬性—＞編譯宏框中添－DWEBS，－DUEMP，－DOS= “VxWorks”， －DVXWORKS宏，在屬性框中定義這些宏相當于在預編譯的每個文件中都定義這樣的宏。

(3)初始化設置

在main.c文件中需要進行一些更改配置，文件系統的設備名為/tffs0，需要將定義宏改為#define ROOT_DIR T(“/tffs0”);網頁存放在 “/tffs0/web”目錄下，需將根路徑改為static char_t*rootweb=T(“web”);開啟web瀏覽器的初始頁面設定為log-in.htm，則需將initWebs()函數中web定向函數改為 websRedirect(wp，T(“login.htm”))。

(4)登錄WebServer服務器

在系統提供的用戶應用程序初始化函數usrAppinit()中啟動websvxmain()函數，則通過taskS-pawn()函數創建一個任務taskSpawn(“websvxmain”，“110”，0，1024*100，websvxmain，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0)。將編譯生成的 goahead.out文件加載到嵌入式操作系統中。

在瀏覽器中輸入目標機的IP地址，就可以訪問目標機文件系統下/tffs0/web文件夾下設定的登錄網頁login.htm，輸入正確的用戶名和密碼就可以進行遠程登錄操作控制。

2.3 嵌入式應用程序的調用機制

應用程序主要采用C語言和HTML語言進行表單設計，用這兩種語言設計具有良好的平臺獨立性和服務器獨立性，程序可以不經修改運行在不同的硬件平臺、不同的操作系統軟件平臺上、具有相同操作系統的服務性［2］。遠程操作機通過瀏覽器瀏覽到某個頁面，用戶在進行操作時通過點擊sumbit類型的按鈕給服務器發送一個CGI程序的URL請求以后，服務器知道所請求的URL是一個CGI程序，并找到相應的CGI程序的入口地址，在入口地址中進行功能函數的實現。

3 GoAhead WebServer的應用

下面以雕刻控制系統的X軸的直線行駛作為Go-Ahead WebServer的實例進行說明。其表單界面如圖3所示。

圖3 htm表單界面

圖3是用戶通過瀏覽器訪問的htm頁面，其實現方式是以HTML語言實現的［3］，在表單中顯示了運動軸X、Y、Z軸的速度和位移，其主要實現語句如下:

圖4 加工文件程序調用流程圖

一個HTML表單的＜form＞標識中必須包含有一個action屬性元素，action屬性用來指定要接收表單數據的資源的URL，這個資源是Web服務器上的一個可執行程序，這個可執行程序主要負責處理表單數據和對所提交數據的響應［4］。在表單界面中，當用戶點擊OK按鈕以后，將通過 action=“/cgi-bin/process.cgi”將處理信息提交給服務器，進入入口處在process_cgientry()函數中執行文件的加工，加工文件程序的調用流程圖如圖4所示。

進入process_cgientry()函數中執行加工文件時，一直判斷文件是否加工完成，在未完成的情況下系統實時向客戶端返回各運動控制軸的速度、位移等信息，這樣實現了客戶端與服務器信息的交互。

4 結束語

該控制系統是通過將嵌入式Web服務器技術和B/S架構結合應用在嵌入式實時操作系統VxWorks中，嵌入式Web服務器GoAhead Webserver具有體積小、功能強大、源碼開放的技術特點，將其移植到VxWorks嵌入式實時操作系統中，并基于此實現了遠程實時控制。該方案在原有的嵌入式雕刻控制系統只不過移植了開源、免費的嵌入式Web服務器GoAhead WebServer就能實現遠程控制，大大節省了資金、縮短了開發周期、改善了操作人員的工作環境。該技術對嵌入式雕刻控制系統或工業控制系統的遠程控制具有實際使用價值和借鑒意義。

［1］甘明，張科威，陳小亮.基于ARM的嵌入式廣告雕刻系統設計［J］.機床與液壓，2012，40(3):119－121.

［2］蔡奇玉，連振漢，張志強.CGI編程指南［M］.北京:機械工業出版社，1997.

［3］羅博烏斯基.Web表單設計:點石成金的藝術［M］.北京:清華大學出版社，2010.

［4］趙慶磊，韓誠山，文明，等.GoAhead嵌入式服務器的設計與實現［J］.微計算機信息，2011，27(4):67 －69.

App lication of GoAhead WebServer in Carving Control System

ZHANG Kewei，YANG Chunyan，YU Zhonghua
(722 Institute，China Shipbuilding Industry Corporation，Wuhan Hubei320074，China)

Based on VxWorks embedded platform，aWebServer server was built.TheWeb serverwas applied to carving control system to realize remote operation control.The test results show that this scheme hasmany advantages，such as low cost，high development efficiency and easy to transplant.It provides an effectivemethod for remote control in industrial control field.

VxWorks;Web server;Remote control;Carving control system

TP21/27

B

1001－3881(2014)10－182－2

10.3969/j.issn.1001 －3881.2014.10.055

2013－04－30

張科威 (1986—)，男，碩士，助理工程師，主要研究方向為控制及檢測技術。E－mail:zhangkewei_2009@163.com。