基于BS架構(gòu)的嵌入式Web遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

王超

摘 要：該文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于B/S架構(gòu)的嵌入式Web遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，嵌入式web服務(wù)器端采集視頻圖像，并通過網(wǎng)絡(luò)把視頻圖像信息傳至客戶端瀏覽器，客戶端通過瀏覽器發(fā)送控制指令給服務(wù)器端、服務(wù)器端依照控制指令控制被控設(shè)備運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：B/S架構(gòu) Boa servfox CGIC 程序編寫

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（c）-0011-03

遠(yuǎn)程監(jiān)控是指本地計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視被控現(xiàn)場(chǎng)的并控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。

該文設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的嵌入式Web遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，客戶端使用瀏覽器通過網(wǎng)絡(luò)訪問嵌入式Web服務(wù)器，通過瀏覽器操控Web服務(wù)器連接的被控設(shè)備。并可通過瀏覽器觀察攝像頭傳來的視頻資源。用戶無需開發(fā)客戶端應(yīng)用程序，只需在其能夠上網(wǎng)的設(shè)備上安裝通用的瀏覽器即可，這種運(yùn)行方式不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，又便于用戶使用和操控，基于嵌入式web遠(yuǎn)程監(jiān)控是監(jiān)控系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、相關(guān)軟件的安裝、配置及工作過程分析

該文設(shè)計(jì)的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器端為飛凌OK6410嵌入式開發(fā)板、運(yùn)行嵌入式Linux2.4.18操作系統(tǒng)，選用ZC0301型USB接口攝像頭。客戶端使用三星450R5J-X06型號(hào)筆記本。

系統(tǒng)主要工作流程如圖1所示，用戶通過瀏覽器向web服務(wù)器請(qǐng)求主頁面，web服務(wù)器收到請(qǐng)求后，把主頁面發(fā)送至客戶端，客戶端通過主頁面把控制數(shù)據(jù)發(fā)送給web服務(wù)器，cgi程序即可通過環(huán)境變量獲得控制數(shù)據(jù)，并依據(jù)這些指令數(shù)據(jù)運(yùn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，控制被控設(shè)備運(yùn)行，該文控制的設(shè)備是開發(fā)板上自帶的led燈。cgi程序把運(yùn)行結(jié)果輸送給web服務(wù)器，服務(wù)器以http的格式發(fā)送給客戶端。客戶端通過主頁面的鏈接可獲得視頻監(jiān)控頁面，視頻監(jiān)控頁面含有視頻服務(wù)器的IP和端口號(hào)，客戶端可依據(jù)視頻服務(wù)器的IP和端口號(hào)獲取視頻服務(wù)器上的視頻資源。系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)過程如下過程。

1.1 Boa服務(wù)器的移植

服務(wù)器端運(yùn)行嵌入式Linux2.4.18操作系統(tǒng)，在其下安裝Boa嵌入式web服務(wù)器。Boa是一款單任務(wù)的HTTP服務(wù)器，支持CGI。Boa服務(wù)器能夠接收客戶端請(qǐng)求、分析請(qǐng)求、響應(yīng)請(qǐng)求和向客戶端返回請(qǐng)求結(jié)果等。

在http：//www.boa.org/網(wǎng)站得到Boa服務(wù)器源碼boa-0.94.13.tar.gz。解壓后，修改其Makefile，設(shè)time_offset=0、cc=arm-linux-gcc、cpp=arm-linux-gcc -E，編譯后將將生成的Boa執(zhí)行文件拷貝到開發(fā)板的sbin目錄下，把boa.conf放置到/etc/boa目錄下，boa.conf中作如下設(shè)置DocumentRoot /web/（web目錄下將放置被訪問網(wǎng)頁）、MimeTypes /dev/null、Accesslog/dev/null、Errorlog/dev/conscle、注釋#User nobody、#Group nogroup。Boa服務(wù)器工作流程圖如圖2所示。

1.2 CGIC的移植

CGI（Com m on Gateway Interface）是外部擴(kuò)展應(yīng)用程序與Web服務(wù)器交互的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。它規(guī)定Web服務(wù)器調(diào)用其它可執(zhí)行程序（CGI程序 ）的接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。CGI 程序接受Web瀏覽器發(fā)送給Web 服務(wù)器的信息，進(jìn)行處理將響應(yīng)結(jié)果再回送給Web服務(wù)器及Web瀏覽器。按照CGI標(biāo)準(zhǔn)編寫的外部擴(kuò)展程序能夠處理來自客戶端瀏覽器輸入的數(shù)據(jù)。從而完成客戶端與服務(wù)器的交互。

在cgic的官方網(wǎng)站http：//www.boutell.com/cgic/下載源碼，解壓后，修改Makefile，編譯后得到libcgic.a，將其下載到開發(fā)板lib目錄下。修改boa.conf文檔，設(shè)置criptAlies/cam/、/web/cam/，cgi程序放在web/cam/下。cgi程序的工作流程如圖3所示。

系統(tǒng)采用ZC0301攝像頭，需要加入驅(qū)動(dòng)usb_2.4.31.patch.gz補(bǔ)丁文件，然后重新配置并編譯內(nèi)核，得到ZC0301攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊，為這個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊添加執(zhí)行權(quán)限后，將其下載到開發(fā)板，執(zhí)行此驅(qū)動(dòng)程序。

1.3 視頻服務(wù)器的移植

選用servfox作為該系統(tǒng)的視頻服務(wù)器，servfox是基于ZC0301攝像頭驅(qū)動(dòng)程序提供的接口函數(shù)進(jìn)行工作的。ZC0301攝像頭驅(qū)動(dòng)程序提供一系列接口函數(shù)，用戶通過調(diào)用這些接口函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行操作和控制。Servfox不僅初始化攝像頭、設(shè)置攝像頭的工作模式、進(jìn)行了視頻數(shù)據(jù)采集，而且還創(chuàng)建一個(gè)套接字監(jiān)聽，阻塞等待客戶端的請(qǐng)求連接，連接成功后再創(chuàng)建線程發(fā)送采集到的圖像數(shù)據(jù)給客戶端。

在網(wǎng)站http：//download.csdn.net/detail/neusoft4038/2511636得到SpcaView20061208軟件包。解壓、編譯后，移植到系統(tǒng)的/sbin/目錄下。

將SpcaView20061208軟件包中的Linux-java-applet目錄移植到開發(fā)板Boa服務(wù)器的DocumentRoot/web/目錄下，改為webcam，index-sample.html改為wcbcam.html，瀏覽器安裝JRE后，服務(wù)器端輸入./servfox -d/dev/video0 -s 320x240 w 7070，運(yùn)行servfox，在客戶端瀏覽器輸入服務(wù)地址即可得到攝像頭傳來的視頻圖像。Servfox工作流程如圖4所示。

2 主要頁面代碼的編寫

2.1 主頁面主要HTTP代碼

3 結(jié)語

系統(tǒng)整合后，進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)預(yù)期。嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以其體積小、功耗低、工作時(shí)間長(zhǎng)、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，成為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主流方向，嵌入式Web技術(shù)在嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域擁有越來越廣泛的應(yīng)用前景，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉敏英.基于Web的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].大連：大連海事大學(xué)，2008.

[2] 樊豐義.基于嵌入式Linux的農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2010.

[3] 李小琦.基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].武漢：中南民族大學(xué)，2010.

[4] 張軍衛(wèi).基于嵌入式Web服務(wù)器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2011.