Goahead網(wǎng)絡遠程設備控制程序設計

1、Goahead網(wǎng)絡遠程設備控制程序設計小組成員： 一.課程設計目的和意義 1.1課程設計目的課程設計的主要目的是通過實際的嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)實例掌握嵌入式系統(tǒng)設計和開發(fā)的技能和專門知識，積累實踐和工程經(jīng)驗。本課題設計嘗試移植嵌入式服務器上廣泛使用的網(wǎng)絡服務器中稱為“GoAhead”的網(wǎng)絡服務器。并且，利用 CGI 程序，嘗試在網(wǎng)絡上控制 HBE-EMPOSIII-SV210 的 LED，7-Segment，TextLCD。 1.2課程設計要求本課題所設計的系統(tǒng)要求實現(xiàn)以下功能。1.將“GoAhead”網(wǎng)絡服務器移植到實驗箱目標板Linux系統(tǒng)上；2.創(chuàng)建作為網(wǎng)絡服務器的索引文件使用的 inde

2、x.html 文件；3.完成編寫利用 Web 的 LED，7-Segment，TextLCD的控制程序。二.課程設計的需求與方法 2.2需求分析2.2.1功能需求分析遠程控制是當前信息技術領域的熱點，使用遠程控制技術，我們可以克服因地域差異而造成的操作不便，讓網(wǎng)絡的效率得到更大的發(fā)揮。隨著技術的發(fā)展與網(wǎng)絡的普及，目前遠程控制技術的應用領域已經(jīng)相當廣泛。我們不僅可以通過遠程控制技術管理遠端電腦，解決遠端電腦的故障，與其他同事通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程協(xié)作，一起編輯一份文檔或者與其他團隊成員交流信息，還可以在家里或旅途中使用公司內(nèi)部網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)與辦公設備，實現(xiàn)遠程辦公。2.2.2性能需求分析（1）準確性與及時

3、性（2）靈活性（3）響應速度2.2.3課題任務目標 （1）將“GoAhead”網(wǎng)絡服務器移植到實驗箱目標板Linux系統(tǒng)上； （2）創(chuàng)建作為網(wǎng)絡服務器的索引文件使用的 index.html 文件； （3）完成編寫利用 Web 的 LED，7-Segment，TextLCD的控制程序。2.2.4輸入輸出的要求（1）鼠標點擊WEB輸入，通過鍵盤輸入兩個16進制的數(shù)，通過CGI程序?qū)⑵滢D換成8位二進制數(shù)來控制開發(fā)板中的LED 08的暗滅。(1為亮0為滅)（2）鼠標點擊WEB輸入，通過鍵盤輸入6位16進制的數(shù)，在開發(fā)板的七段碼中顯示出來。 （3）鼠標點擊WEB輸入，通過鍵盤在網(wǎng)頁的Line1和Line

4、2中輸入一串字母或數(shù)字，在開發(fā)板的TextLCD中將輸入的這些字符對應的顯示出來。2.2.5系統(tǒng)運行環(huán)境硬件環(huán)境：pc機、HBE-EMPOSIII-SV210 hardware、串口線、網(wǎng)線等軟件環(huán)境：windows、ubuntu等一些應用軟件宿主機開發(fā)環(huán)境：交叉編譯環(huán)境、調(diào)試環(huán)境2.3軟硬件平臺設計2.3.1硬件平臺設計以太網(wǎng)接口 S5PV210(ARM CortexTM-A8 Core)SDRAMNAND FLASHNOR FLASHSD卡接口系統(tǒng)電源 嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)通過串行接口直接傳送到S5PV210微處理器上的Web服務器，之后通過瀏覽器，用戶可以方便的監(jiān)測控制。硬件平臺設計框圖如

5、圖所示：2.3.2 軟件平臺設計嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)通過RS-232串行接口直接傳送到Samsung S5PV210微處理器上的WEB服務器，之后通過瀏覽器，用戶可以方便的監(jiān)測控制。因此系統(tǒng)軟件部分主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、服務器數(shù)據(jù)處理和CGI程序訪問等幾大部分。系統(tǒng)工作流程如下圖所示： PCIECGI應用程序 驅(qū)動程序HTML網(wǎng)頁數(shù)據(jù)采集程序2.3.3 Goahead服務器的特點以及使用方式Goahead 服務器是一款主要面向嵌入式系統(tǒng)的Web服務器。GoAhead Webserver是跨平臺的服務器軟件它的特點是：1、很小的內(nèi)存消耗2、支持認證功能Digest Access Authent

6、ication (DAA)3、支持安全的通信，例如SSL（安全的套接字層）4、支持動態(tài)Web頁面，如ASP頁面5、可以使用傳統(tǒng)的C語言編程定制Web頁面里的HTML標簽6、支持CGI（公共網(wǎng)關編程接口）7、嵌入式的JavaScript腳本翻譯器8、獨特的URL分析器三.課程設計的步驟與實現(xiàn)3.1GoAhead 網(wǎng)絡服務器移植1.下載Goahead源碼2.GoAhead 源碼復制及解壓縮3.為了 GoAhead 編譯的源碼修改對“Makefile”進行修改 main.c 和 misc.c 文件4.GoAhead 編譯生成了“webs”網(wǎng)絡服務器執(zhí)行文件和“l(fā)ibwebs.a”庫5.創(chuàng)建作為網(wǎng)絡服

7、務器的索引文件使用的 index.html 文件6.創(chuàng)建在目標板上連接網(wǎng)絡服務器時出現(xiàn)的網(wǎng)頁目錄(/web)，創(chuàng)建包含 cgi 的目錄(/web/cgi-bin)。7.向目標板下載 GoAhead 執(zhí)行文件及 main.html8.在目標板上運行 GoAhead9.通過主機 PC 的網(wǎng)頁瀏覽器連接網(wǎng)絡服務器3.2通過HTML中的CGI接口完成對開發(fā)板的鏈接開始編譯HTML文件（如：first.html）編譯.c文件（如：first.c）通過gcc.將c文件生成CGI文件將HTML.cgi文件用TFTP指令下載到開發(fā)板并運行結束CGI(公用網(wǎng)關接口)規(guī)定了Web服務器調(diào)用其他可執(zhí)行程序(CGI程

8、序)的接口協(xié)議標準。Web服務器通過調(diào)用CGI程序?qū)崿F(xiàn)和Web瀏覽器的交互,也就是CGI程序接受Web瀏覽器發(fā)送給Web服務器的信息,進行處理,將響應結果再回送給Web服務器及Web瀏覽器。CGI程序一般完成Web網(wǎng)頁中表單(Form)數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)庫查詢和實現(xiàn)與傳統(tǒng)應用系統(tǒng)的集成等工作。CGI接口標準包括：1標準輸入可通過標準輸入(stdin)從Web服務器得到輸 入信息2環(huán)境變量Web服務器和CGI接口設置了自己的一些環(huán) 境變量,用來向CGI程序傳遞一些重要的參數(shù)3標準輸出通過標準輸出(stdout)將輸出信息傳送給Web服務器（html形式），就在命令行狀態(tài)調(diào)試CGI程序，并且得到它們

9、的輸出。虛擬機及超級終端截圖：通過HTML中的CGI接口完成對開發(fā)板的鏈接實驗截圖：3.3嵌入式Web服務器的實現(xiàn)3.3.1利用 Web 的 LED 控制程序LED 控制程序創(chuàng)建創(chuàng)建 8bitled.html ；8bitled.c文件LED 控制程序編譯8bitled.html 和 8bitled.cgi 復制到 /tftpboot 目錄中向目標板下載 LED 控制程序通過 tftp 下載 8bitled.html 和 8bitled.cgi ，并復制到 /web 和 /web/cgi-bin 接下來，通過主機 PC 的網(wǎng)頁瀏覽器連接網(wǎng)絡服務器并向地址欄中輸入“65/ 8bitled.html

10、”并連接，則 8bitled.html 網(wǎng)頁運行。向地址欄中輸入“http:/65/8bitled.html 向文本框中輸入兩位十六進制數(shù)并單擊 input 按鈕。在這里，輸入“1a”后，單擊“input”按鈕。LED 控制頁面運行確認及測試實驗截圖：3.3.2 7-Segment 設備驅(qū)動程序7Segment控制程序創(chuàng)建vi 7segment.htmlvi 7segment.c7Segment 控制程序編譯將 7segment.html 和 7segment.cgi 文件復制到 /tftpboot 目錄中。向目標板下載 7Segment 控制程序通過 tftp 下載 7segment.htm

11、l 和 7segment.cgi 文件，向 /web 和 /web/cgi-bin 目錄中復制文件。接下來，通過主機 PC 的網(wǎng)頁瀏覽器連接網(wǎng)絡服務器。 如果運行網(wǎng)頁瀏覽器并向地址欄中輸入“65/ 7segment.html”并連接，則 7segment.html 網(wǎng)頁運行。 向地址欄中輸入“65/7segment.html”。向文本框中輸入六位十進制數(shù)并單擊 input 按鈕。在這里，輸入 ”123456”后單擊“input”按鈕。 7segment控制頁面運行確認及測試實驗截圖：3.3.3利用 Web 的 textlcd 控制程序Textlcd控制程序創(chuàng)建創(chuàng)建 textlcd.html創(chuàng)建

12、 textlcd.c 編譯 textlcd 控制程序?qū)?textlcd.html 和 textlcd.cgi 文件復制到 /tftpboot 目錄中。向目標板下載 textlcd 控制程序下載 textlcd.html 和 textlcd.cgi 文件，向/web 和 /web/cgi-bin 目錄中復制文件。接下來，通過主機 PC 的網(wǎng)頁瀏覽器連接網(wǎng)絡服務器。如果運行網(wǎng)頁瀏覽器并向地址欄中輸入“65/ textlcd.html”并連接，則 textlcd.html 網(wǎng)頁運行。向地址輸入欄輸入“65/textlcd.html”。輸入文本框的 Line1 和 Line2 文字并單擊“input”

13、按鈕。如果畫面上出現(xiàn)“LCD Done”消息窗，則可以清楚 /web/cgi-bin 中的 textlcd.cgi 程序順利運行。textlcd控制頁面運行確認實驗截圖：textlcd控制頁面運行確認實驗截圖：趙震璽周凱亮*查偉王俊杰四 總結4.1實驗認知與發(fā)現(xiàn)的問題本次課程設計是嵌入式開發(fā)與應用，雖然只有短短的兩個星期，但在這兩個星期里我們學到了很多。首先，我們對計嵌入式開發(fā)有了進一步的掌握?；菊莆樟薌oahead網(wǎng)絡遠程設備控制并在網(wǎng)絡上控制 HBE-EMPOSIII-SV210 的 LED，7-Segment，TextLCD。但在完成這些題目的同時，我們也發(fā)現(xiàn)了自己的很多問題:第一，比

14、如很多的專業(yè)術語都沒有聽說過，只好在同學的幫助和網(wǎng)絡的幫助下，勉勉強強完成了任務，我們也知道了自己的很多不足，在往后的時間中還要繼續(xù)研究。第二，在我們使用tftp傳送文件的時候忘記修改虛擬機IP地址導致沒有傳送文件成功。第三，在我們將文件傳送成功的時候，網(wǎng)頁文件已經(jīng)能在goahead中顯示出來，但是輸入數(shù)據(jù)的時候，開發(fā)板并沒有顯示出來，后面才發(fā)現(xiàn)是傳送文件時，忘記用chomd命令給CGI文件加上權限，我們通過分析及時的解決了這個問題。第四，我們在完成實驗后的第二天再次開啟虛擬機并不能將這些網(wǎng)頁文件打開，原來是每次啟動虛擬機它的IP地址都是原地址，要將它改成00并通過超級終端運行網(wǎng)頁文件。第五，

15、在運行網(wǎng)頁文件的時候，首先要查看進程，要將進程中bin目錄下的webs進程殺除再運行網(wǎng)頁文件才能將它打開。最后，通過本次實驗我們知道了團隊力量的重要性，有的題目單靠單人的力量是很難完成的，但是經(jīng)過大家的合作，相比一個人來說完成的容易了點。4.2實驗效果分析本次實驗雖然能將開發(fā)板中的LED，7-Segment，TextLCD成功顯示出來。但是本次實驗的效果仍有幾點不足。第一:通過goahead網(wǎng)頁服務器編寫LED，7-Segment，TextLCD的網(wǎng)頁較為簡單。第二:控制開發(fā)板中7-Segment的顯示時間沒有進行精確的控制。4.3課程設計心得體會本次課程設計也獲得一個經(jīng)驗：在寫一個程序的時候

16、，一定要事先把程序原理方框圖化出來。以前總覺得這樣做沒必要，很浪費時間。但是，這次課程設計完全改變了我以前的那種錯誤的認識。這次課程設計中碰到的那些需要很多代碼才能完成的任務，畫程序方框圖是很有必要的，因為通過程序方框圖，在做設計的過程中，我們每一步要做什么，每一步要完成什么任務都有一個很清楚的思路，而且在程序測試的過程中也有利于查錯。經(jīng)過本次試驗我們這次做的實驗還算是比較成功的,因為我們同時也在不知不覺中提高了動手能力和獨立分析思考問題、解決問題的能力。這兩個星期的嵌入式應用的課程設計，使我們更加系統(tǒng)的認識和了解Goahead網(wǎng)絡遠程設備控制的工作原理，更深層次的認識了嵌入式開發(fā)，相信在今后

17、的學習以及相關工作上會有很大幫助。致謝感謝孫老師和范老師在課設中給予的指導和鼓勵。感謝學校提供機會，能夠讓我們在實踐中培養(yǎng)動手能力，將理論與實際結合再一起。五.代碼附錄參考資料5.1 7segment實驗代碼附錄 /* *7-Segment CGI Program */#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define FPGA_BASEADDRESS0 x88000000#define SEG_GRID_OFFSET 0 x30#defineSEG_DATA_OFFS

18、ET 0 x32typedef struct char name128;char val128;entry;void getword(char *word, char *line, char stop)int x =0, y = 0;for(x=0;(linex) & (linex != stop); x+) wordx = linex;wordx = 0;if(linex) +x;while(liney+ = linex+);int sizeofword(char *word)int i=0;for(i=0;i10;i+) if(wordi = 0) break;return i;unsig

19、ned int Getsegcode(char x)unsigned int code;switch (x) case 0 : code = 0 xfc; break;case 1 : code = 0 x60; break;case 2 : code = 0 xda; break;case 3 : code = 0 xf2; break;case 4 : code = 0 x66; break;case 5 : code = 0 xb6; break;case 6 : code = 0 xbe; break; case 7 : code = 0 xe4; break;case 8 : cod

20、e = 0 xfe; break;case 9 : code = 0 xf6; break;case a :case A : code = 0 xfa; break;case b :case B : code = 0 x3e; break;case c :case C : code = 0 x1a; break;case d :case D : code = 0 x7a; break;case e : case E : code = 0 x9e; break;case f : case F : code = 0 x8e; break;default : code = 0; break;retu

21、rn code;int main()char *cl;int k;unsigned int low = 0,high = 0;entry entries;unsigned short digit6 = 0 x20, 0 x10, 0 x08, 0 x04, 0 x02, 0 x01;unsigned short data6;int i,j,m;int fd;unsigned short *addr_fpga;unsigned short *addr_grid, *addr_data;printf(Content-type: text/htmlnn);printf(n7-Segment cgi

22、programn);printf(n);if(fd=open(/dev/mem,O_RDWR|O_SYNC) 0) printf(mem open failn);exit(1);addr_fpga= (unsigned short *)mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, FPGA_BASEADDRESS);addr_grid=addr_fpga+SEG_GRID_OFFSET/sizeof(unsigned short);addr_data=addr_fpga+SEG_DATA_OFFSET/sizeof(unsigne

23、d short);if(addr_grid 0 | addr_data 0) close(fd);printf(mmap errorn);exit(1);cl = (char *)getenv(QUERY_STRING);getword(,cl,=);getword(entries.val,cl,&);k = sizeofword(entries.val);for(i=0; ik; i+)data(k-i)-1 = Getsegcode(entries.vali);for(j=0;j200;j+) for(i=0; ik; i+) *addr_grid = digiti;*addr_data

24、= datai;for(m=0;m65536;m+);*addr_grid = digit0;*addr_data = 0;munmap(addr_grid, 4096);munmap(addr_data, 4096);close(fd);if( k != 0)printf(7-Segment Done); else printf(You entered the wrong value!);printf();printf(n);return 0;5.1 7segment HTML源碼附錄 7segment cgi program向 7-Segment 中輸入要顯示的十進制數(shù)。 5.2 LED實

25、驗代碼附錄 /*8-Bit LED CGI Program */#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define FPGA_BASEADDRESS0 x88000000#define LED_OFFSET0 x20typedef struct char name128;char val128;entry;void getword(char *word, char *line, char stop)int x =0, y = 0;for(x=0;(linex) & (l

26、inex != stop); x+) wordx = linex;wordx = 0;if(linex) +x;while(liney+ = linex+);int main()int fd; unsigned short *addr_fpga, *addr_led;char *cl;unsigned short val;entry entries;printf(Content-type : text/htmlnn);printf(n8bit LED cgi programn);printf(n);cl = (char *)getenv(QUERY_STRING);getword(,cl,=)

27、;getword(entries.val,cl,&);val = (unsigned short)strtol(entries.val,NULL,16);if(val = 0) if(!(entries.val0 = 0& entries.val1 = 0)| (entries.val0 = 0& entries.val1 = 0) printf(You entered the wrong value!);exit(1);if(fd=open(/dev/mem,O_RDWR|O_SYNC) 0) printf(mem open fail, %dn, fd);exit(1);addr_fpga=

28、 (unsigned short *)mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, FPGA_BASEADDRESS);addr_led = addr_fpga + LED_OFFSET/sizeof(unsigned short);*addr_led = val|0 x100;munmap(addr_fpga, 4096);close(fd);printf(You entered 0 x%x,val);printf();printf(n);return 0; 8bit led cgi program輸入兩位十六進制值 : 5.2

29、 LED HTML源碼附錄 5.3 LCD實驗代碼附錄 /* *TextLCD CGI Program */#include #include #include #include #include #include #include #define FPGA_BASEADDRESS0 x88000000#define TEXTLCD_OFFSET 0 x10void setcommand(unsigned short command);void writebyte(char ch);void initialize_textlcd();void writeTextLcd(int row, cha

30、r *str,int length);int function_set(int rows, int nfonts);int display_control(int display_enable, int cursor_enable, int nblink);int cusrsor_shit(int set_screen, int set_rightshit);int entry_mode_set(int increase, int nshift);int return_home();int clear_display();int set_ddram_address(int pos);void

31、splitword(char *out, char *in, char stop);void unescape_url(char *url);char x2c(char *x);unsigned short *pTextlcd;typedef struct char name128;char val128;entry2;int get_get(entry entries)char qs128;int i;/bzero(qs,sizeof(qs);sprintf(qs,%s0,getenv(QUERY_STRING);for(i=0;*qs & i = A ? (x0 & 0 xdf) - A)

32、 + 10 : (x0 - 0);c *= 16;c += (x1 = A ? (x1 & 0 xdf) - A) + 10 : (x1 - 0);return c;int main(int argc, char *argv)char data2128;int fd;entry entries;char *cl;unsigned short *addr_fpga;printf(Content-type: text/htmlnn);cl = (char *)getenv(QUERY_STRING);get_get(entries);if (fd=open(/dev/mem,O_RDWR|O_SY

33、NC) 0) perror(mem open failn);exit(1);addr_fpga= (unsigned short *)mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, FPGA_BASEADDRESS);pTextlcd=addr_fpga+TEXTLCD_OFFSET/sizeof(unsigned short);if(pTextlcd 0) close(fd); printf(mmap errorn); exit(1);initialize_textlcd();strcpy(data0, entries0.val)

34、;strcpy(data1, entries1.val);writeTextLcd(1,data0,strlen(data0);writeTextLcd(2,data1,strlen(data1);munmap(pTextlcd,4096);close(fd);printf(LCD Done!);return 0;void setcommand(unsigned short command) command &= 0 x00FF;*pTextlcd = command | 0 x0000;usleep(1000);*pTextlcd = command | 0 x0100;usleep(100

35、0);*pTextlcd = command | 0 x0000;usleep(1000);void writebyte(char ch)unsigned short data;data = ch & 0 x00FF;*pTextlcd = data&0 x400;usleep(1000);*pTextlcd = data|0 x500;usleep(1000);*pTextlcd = data|0 x400;usleep(1000);void initialize_textlcd()function_set(2,0); /Function Set:8bit,display 2lines,5x

36、7 moddisplay_control(1,0,0); / Display on, Cursor offclear_display(); / Display clearentry_mode_set(1,0); / Entry Mode Set : shift right cursorreturn_home(); / go home/send Function Set command to the text lcd/ rows = 2 : = 2 rows, rows = 1 = 1 rows/ nfonts = 1 : = 5x10 dot, nfonts = 0 : 5x7 dotint

37、function_set(int rows, int nfonts)unsigned short command = 0 x30;if(rows = 2) command |= 0 x08;else if(rows = 1) command &= 0 xf7;else return -1;command = nfonts ? (command | 0 x04) : command;setcommand(command);return 1;int display_control(int display_enable, int cursor_enable, int nblink)unsigned

38、short command = 0 x08;command = display_enable ? (command | 0 x04) : command;command = cursor_enable ? (command | 0 x02) : command;command = nblink ? (command | 0 x01) : command;setcommand(command);return 1;int cusrsor_shit(int set_screen, int set_rightshit)unsigned short command = 0 x10;command = set_screen ? (command | 0 x08) : command;command = set_rightshit ? (command | 0 x04) : command;setcommand(command);return 1;int entry_mode_set(int increase, int nshift)unsigned short command = 0 x04;command = increase ? (command | 0 x2) : command;command = nshift ? ( command | 0 x1) :