肖飛 李巍

摘要：介紹了計算機CAN、TCP/IP協(xié)議及其上開發(fā)的嵌入式CAN-TCP/IP網(wǎng)關(guān)，研究并實現(xiàn)了基于CAN-TCP/IP網(wǎng)關(guān)的嵌入式WebServer。嵌入式CAN總線的Web服務(wù)器大大提升了CAN-TCP/IP網(wǎng)關(guān)的易用性和實用性。

關(guān)鍵詞：uClinux CAN-TCP/IP 嵌入式WebServer

一、CAN、TCP/IP概述

CAN、TCP/IP是兩種應(yīng)用非常廣泛的協(xié)議。TCP/IP是internet上廣為流行的協(xié)議，它是計算機之間的通信協(xié)議。但其傳輸方式和效率很難滿足現(xiàn)場的要求。CAN是一種優(yōu)秀的現(xiàn)場總線，但遠程通訊卻又有許多不足。嵌入式產(chǎn)品的發(fā)展，尤其以源代碼開放為特征的Linux的出現(xiàn)，把 TCP/IP和CAN兩種優(yōu)勢技術(shù)相結(jié)合的嵌人式系統(tǒng)具有很高的性能和實用性。

二、嵌入式CAN-TCP/IP的網(wǎng)關(guān)

嵌入式CAN-TCP/IP的網(wǎng)關(guān)是在uClinux系統(tǒng)上開發(fā)出來的，它實現(xiàn)CAN總線與以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，通過以太網(wǎng)能夠進行CAN發(fā)送和CAN接收，要求網(wǎng)絡(luò)上的一臺PC能通過應(yīng)用軟件操作網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)CAN信息的收發(fā)。 在局域網(wǎng)中運行在PC上編寫的基于Windows的CAN-TCP/IP以太網(wǎng)通訊程序，通過以太網(wǎng)連接目標板，實現(xiàn)對CAN網(wǎng)絡(luò)信息的接收并顯示，以及向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息。CAN-TCP/IP網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、嵌入式WebServer

嵌入式WebServer可實現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠程監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)端的客戶程序就不需要單獨安裝，有瀏覽器就可以操作嵌入式CAN-TCP/IP的網(wǎng)關(guān)。我們在這里選擇了支持CGI又適合嵌入式系統(tǒng)的Boa Web Server。Boa是一個源代碼開放、執(zhí)行效率高的系統(tǒng)。uClinux的已經(jīng)包含了boa的源代碼。如果在特定的uClinux系統(tǒng)下實現(xiàn)Boa，還需要對Boa做一修改。

四、嵌入式WebServer在Boa Web Server中的實現(xiàn)

1.Boa Server配置

Boa Server配置通過對boa.conf 和mime.types 這兩個文件進行修改配置：

（1）手動建目錄

因為uClinux 默認的根文件系統(tǒng)romfs是只讀的，所以不能使用mkdir等命令來新建目錄，故應(yīng)在編譯內(nèi)核前先建好要用到的目錄，這通過修改/uclinux-samsung/vendors/Samsung/4510b/makefile 文件來實現(xiàn)。在ROMFS_DIRS =bin dev etc home lib mnt proc usr var的后邊增加home/webhome/web/cgi-bin，修改完成后就可以編譯內(nèi)核，根文件系統(tǒng)被編譯好后，就包含了這些目錄。

（2）指定Web 服務(wù)器的根目錄路徑（SERVER_ROOT）

進入/uclinux-samsung/user/boa/src/目錄，通過修改define.h 文件中#define ERVER_ROOT“/home”語句來指定SERVER_ROOT。也可以通過命令來實現(xiàn)：boa-c /home/&。SERVER_ROOT可以覆蓋define.h 文件中所指定的。

（3）修改boa.conf 文件

在./uclinux-samsung/user/boa/src/boa.conf里修改：

將user obody

Group ogroup

改為User 0

Group 0；

將DocumentRoot/var/www改為DocumentRoot/home/web， web服務(wù)器的文檔根目錄為/home/web ；

將MimeTypes /etc/mime.types改為MimeTypes /home/web/mime.types；

默認主頁和C G I 程序所在的目錄，即

DirectoryIndexindex.htm

ScriptAlias /cgi-bin/ /home/web/cgi-bin/

boa.conf 文件和mime.types這兩個文件放到Web服務(wù)器根目錄下，所以把最后的bao.conf和mime.types拷貝到“./uclinux-samsung/romfs/home/”目錄下。然后在/uclinux-samsung/Vendors/Samsung/4510b/inittab里修改，在inet：unknown：/bin/inetd后加入：boa：unknown：/bin/boac/home。

配置完成后，把內(nèi)核重新編譯， Boa選項要被選中。然后把內(nèi)核下載到開發(fā)板，啟動uClinux，完成IP配置，Open Boa Web Server，網(wǎng)頁就可以通過IP來訪問了。

2.CGI簡介

CGI通過了一個用來執(zhí)行外部程序的通道，能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器和瀏覽器的交互。CGI 程序其實是一個外部程序，可以把它編譯成可執(zhí)行文件，然后運行在服務(wù)端，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

用戶輸入的數(shù)據(jù)通過瀏覽器送到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器使用stdin 將數(shù)據(jù)送給CGI 程序， CGI 程序被執(zhí)行后，存放數(shù)據(jù)的文檔可能會被訪問到，最后使用stdout 輸出HTML 形式的結(jié)果文件，在瀏覽器端顯示W(wǎng)eb 服務(wù)器送回的數(shù)據(jù)。

我們的CGI 程序用C語言來編寫。考慮到uClinux不支持數(shù)據(jù)庫存儲，我們把數(shù)據(jù)保存在文件中，CGI可以查詢這些文件。

設(shè)備在uClinux中也是被作為文件來訪問的，所以在CGI程序中也可以對如sja1000 CAN等設(shè)備進行讀寫，即CAN發(fā)送和CAN接收操作。

3.編寫Web頁面

Web頁面就是一個HTML網(wǎng)頁文件，要求內(nèi)嵌表單。編寫Web頁面時，要由ACTION屬性來指定相關(guān)的CGI程序，如：ACTION=cgi-bin/CanServer ；由MOTHOD屬性來指明所用的提交數(shù)據(jù)的方法，即METHOD = POST（GET也可）。將該文件放到/home/web目錄下。這個頁面即是其他瀏覽器進行訪問設(shè)備的IP地址而出現(xiàn)的頁面。

4.編寫CGI程序

CGI 程序可以分為3個部分：①數(shù)據(jù)的接收通過POST方法或GET方法從提交的表單中獲取；② URL編碼的解碼；③ HTML源代碼用用printf（ ）函數(shù)來產(chǎn)生，并將經(jīng)過解碼后的數(shù)據(jù)正確地返回給瀏覽器。最后把編寫好的CGI程序編譯成二進制文件放在cgibin/目錄下。

下面介紹我們編寫的CGI程序CanTcp.c的核心部分，它完成CAN信息接收并顯示到瀏覽器中。主要包括讀取CAN接收信息和輸出HTML數(shù)據(jù)流兩部分。

sjadev = open（“/dev/sja1000”，O_RDWR）； //打開sja1000設(shè)備

if （ sjadev == -1 ） { printf（“Cannt open file “）； exit（0）；}

read（sjadev，buf，13）； //讀取sja1000設(shè)備，將獲取的CAN信息存入buf

for （i = 0； i < 13；i++）

itos（buf[i]，strbuf+i）； //CAN數(shù)據(jù)整形轉(zhuǎn)換為字符串

close（sja1000）； //關(guān)閉CAN設(shè)備

printf（“Content-type：text/html＼n＼n”）；

printf（“＼n”）； //HTML文件開始標志

printf（“＼n”）； //HTML文件頭部信息

printf（“＼n”）；//標題信息

printf（“

＼n”）；printf（“＼n”）；

printf（“

sja1000 CAN 設(shè)備接收信息顯示

printf（“CAN_ID0： %s＼n”， strbuf[0]）； //顯示CAN_ID0

printf（“CAN_ID1： %s＼n”， strbuf[1]）； //顯示CAN_ID0

………………

printf（“CAN_DATA7： %s＼n”， strbuf[12]）； //顯示CAN_DATA7

printf（“

＼n”）；printf（“

＼n”）；

fflush（stdout）； //將上述HTML信息以數(shù)據(jù)流送出

exit（0）； //程序結(jié)束

結(jié)語

嵌入式uClinux下的WebServer提升了CAN-TCP/IP網(wǎng)關(guān)的易用性。本文研究使用的boa WebServer服務(wù)器是一個小型的Web服務(wù)器，能夠同時處理的客戶端連接數(shù)量有限。可以對thhttpd或其他的WebServer進行研究并移植到uClinux系統(tǒng)中，更好地實現(xiàn)其產(chǎn)品化。

參考文獻

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作者簡介

肖飛（1980.2—），男，漢族，湖北荊門人，黃岡師范學(xué)院計算機學(xué)院，高級工程師，武漢理工大學(xué)碩士研究生，主要從事計算機應(yīng)用軟件開發(fā)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研究.