ISSN 1009-3044 E—mail:eduf@ccc ̄.net.ca Compu ̄rKnowledge andTechnology电脑知识与技术 Vo1.7,No.10,April 201 1,PP.23.53-2355 http://www.dnzs.net.en Tel:+86—55 1—5690963 5690964 基于嵌入式系统的远程数据访问控制 祝红琴’。王仁波 ,黎智军 (1.东华理工大学,江西抚州344000;2.中国建设银行抚州市分行,江西抚州344000) 摘要:该文以智能核仪器( 能谱仪)为研究对象,借助SMART ARM2200嵌入式设备及PC机等,对传统嵌入式设备使用工业总线 控制方式孤立的数据访问及控制方法进行改进.通过TCP/IP网络技术,使嵌入式设备连网,建立嵌入式Web服务器,然后通过远 程的PC机访问嵌入式的Web服务器上的数据.从而实现远程访问及控制嵌入式设备的目的。使用该方法,可初步实现智能核仪器 在嵌入式系统中的远程数据访问及控制。 关键词:嵌入式单片机;远程控制;数据访问;嵌入式web服务器 中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2O11)10—2353—03 The Reseach of Remote Data Access and Control Based Oil Embedded Device System ZHU Hong—qin ,WANG Ren—bo ,LI Zhi Jnn (1.East China Institute of Technology,Fuzhou 344000,China;2.Fuzhou Branch of China Constuctrion Bank,FuzhOU 344000,China) Abstract:This paper chooses the intelligent instrument(gamme ̄一ray spectrometer)as the StUdy object.And discusses the improvements of isolate control of industrial data access method in the traditional embedded devices.By the aid of Smart arm2200 embedded devices and pc and TCP/IP network technology,makes embedded devices networking,buff&a embedded web server,and accesses the embedded web server data through the long—distance PC.Then Finally reaches the purpose of remote access and control embedded devices.using this technology,expectedls preliminary tO the instrument in the embedded system in remote access tO data and contro1.、 Key words:MCU:remote-control;data access;embedded web server 1概述 随着国家对核事业的重视,能谱仪的智能化程度越来越高,具体表现为井下探管小型化、集成性、数字化与智能化等。在地面计 算机对远程核素探测仪器进行数据采集,形成能谱测量系统,这样可及时对采集数据并且进行分析处理,同时对从事核探测的工作 人员能进行有效的保护。 目前核仪器通常使用传感器加嵌入式设备的方式收集数据,并通过工业总线的方式进行数据的传输工作。这种方法切实可靠。 但是也存在一定的问题: 1)嵌入式设备中的数据存储量都比较小。2)嵌入式设备中的数据管理大多基于嵌入式系统内部的,对数据操作起来有地理位 置等环境限制,操作不便。3)数据共享性差。 针对存在的这些问题,只要稍加改进,利用通讯网络进行数据传送,即可大大改善。本文提出的方法是使嵌入式系统与PC连 网.采用通用的TCP/IP协议的方式进行远程数据采集。然后再PC服务器上进行数据的监控和汇总统计。同时也可以通过网络对嵌 入式系统进行系统关闭、重启等简单操作。 2系统实现的方法 在嵌入式系统中,使用专有的嵌人式操作系统,再在嵌入式操作系统中搭建简易的WEB SERVER,然后在嵌入式操作系统搭建 数据库SQLITE环境。同时开发应用CGI软件,用于与Web Server的通讯处理,再开发数据存储应用软件,用于与现场设备的数据 采集和数据存储,将采集到的数据存储到单片机系统中。 在PC服务器端,建立数据库系统,并通过WEB浏览器浏览单片机上的WEB SERVER,实现数据的实时监控。同时可以对单片 实行简单的远程控制,包括系统的关闭,重新启动等。 系统实现具体流程见图l。 、 ’3嵌入式系统开发 嵌入式系统采用SMART ARM 2200开发板,嵌入式操作系统采用uCLinux 操作系统,WEB SERVER采用Boa Web Server软件,数据库系统使用SQLITE 数据库系统。 3。1 SMART ARM 2200开发板介绍 图1 系统实现示意图 SMART ARM 2200主要硬件特性如下: 收稿日期:2011-02-26 作者简介: ̄:-(1976一),女,东华理工大学信息工程学院,讲师,硕士,研究方向为分布式系统与网络数据库 王仁波,教授,博士; 黎智军,系统分析师。 本栏目责任编辑:唐一东 人工■■硬识别技术-・2353 Compu ̄r Knowledge and Technology电脑知识与技术 1)CPU主芯片为LPC2210FBD. 2)2M N0R FLASH、8M RAM和16M NAND FLASH 第7卷第10期(201 1年4月) 3)10M以太网接口 4)2.2寸320*240液晶显示屏 5)SD卡接口,IDE接口,CF卡接口 6)RS一232接口,USB接口 - 7)可使用JTAG仿真器 8)支持ADS 1.2开发环境 3.2 ucLinux操作系统介绍 ueLinux是Micro—Conrol—Linux的缩写。uClinux在标准的Linux基础上进行了适当的裁减和优化,形成了一个高度化的、代码紧 凑的嵌入式Linux,虽然它的体积很小,它仍然保留了Linux系统的几乎所有优秀特性,包括稳定、良好的移植性、强大的网络功能、 出色的文件系统支持。SMARTARM22o0对ueLinux提供了良好的支持,同时ucLinux对内存和CPU要求较低.所以选择它作为嵌入 式操作系统 3.3 SQLITE数据库系统介绍 SQLite完全独立,可以在所有主要的操作系统上运行,并支持大多数计算机语言。它的主要优点有: 1)代码开放。 2)处理速度比目前常见的c/s的数据库快。 3)简单易用的API(应用程序接口),使C/C++/Java等程序可以把整个数据库内嵌而不需调用其他的API接口。 4)体积小,全部代码250k。 5)功能完善,支持ACID事务。 3.4 Boa WebServer介绍 Boa WebSever是一个单任务的HrrI1P服务器,源代码开放、性能高。Boa服务器不向每个进入服务器的连接开辟进程,仅仅对正 在进行的H r兀’P连接复用,而且也只为独立的CGI开辟进程。Boa服务器最大特 点是速度快,安全性高.用户可以根据需要适当修改。 嵌入式Web服务器Boa和普通Web服务器一样,能够完成接收客户端请 求、分析请求、响应请求、向客户端返回请求结果等任务。 以上软件层次结构见图2。 3.5数据处理流程 现场设备获取的数据通过接口与应用软件通讯,将获取的数据通过接15程 序写入SQLITE数据库系统。 Boa WebServer通过CGI程序与SQLITE进行数据的获取.同时通BoaWeb— Server上的服务器页面完成数据的实时监控,同时提供数据检索功能,可以方便 的检索历史数据。还提供数据同步功能,可以定时的将数据生成txf文件,并放在 图2软件层次结构示意图 特定的目录下,便于PC服务器通过FTP软件获取历史数据。 具体流程见图3。 ‘ 一 L———-_J l!垒 l 图3工作流程示意图 4 PC服务器端开发 PC服务器采用的软件是Windows XP+IE 6.0+SQLITE,在pc机上实现通过WEB浏览对单片机的远程控制,包括单片机的开、 关、重启、数据同步等功能,方便的把在单片机取得的数据同步到PC机。具体方案如下: 1)在pc机器上实现对单片机数据的实时监控。 2)在pc机上实现对数据的统计和分析功能 3)在单片机上每隔一定时间把数据库的数据导出到txt文本,通过f【p把数据同步到Pc端。 4)PC端定时的把ftp获取的数据装入到数据库。 5)在pc机器上使用vb开发统计程序,可以方便的实现对数据的查询,统计,报表以及打印等功能。 5系统界面 5.1系统登录界面 远程客户端通过web协议访问嵌入式web服务器的登录页面进行身份认证,认证通过即可进入监控系统。客户端登录界面部 分截图如图4 2354 人工智能及识别技术 * 本栏目责任编辑:唐一东 第7卷第10期(2011年4月) Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术 一 欢迎使用Y能谱仪远程数据访问控制系统 氍P% 日 日 ■ 欢迎进入v能谱仪数控申I心 前摇清单 勤 _ 一 图4客户端登录界面 图5监控界面 进入系统后,通过web页面显示相关信息。其他功能如监控界面如图5 6结束语 智能核数据采集仪器经常:I=作在恶劣的工作环境,而对核数据采集的及时和稳定有较高的要求。本义提fJj了使用单片机和PC 服务器代替原有通过工业总线进行数据采集的方法。数据在采集后存储在于单片机,再通过网络传送到PC服务器,并通过服务器 可以对数据进行实施监控和历史数据查询,提高了核数据采集的稳定性同时提高了数据分析的效率。同时PC暇务器还可以对单片 机进行重新启动等简单控制。 参考文献: 【1】雷小俊,李伟.SQLite在嵌入式Web服务器中的应用fJ】.信息技术,2006(6). 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