基于uIP與AJAX的動(dòng)態(tài)Web服務(wù)器設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)遠(yuǎn)程信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集更新問(wèn)題，將AJAX和CGI應(yīng)用到嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器與瀏覽器之間的動(dòng)態(tài)信息交互。本文首先分析了uIP協(xié)議棧，并在協(xié)議棧之上設(shè)計(jì)了Web服務(wù)器，然后利用CGI服務(wù)程序處理來(lái)自客戶端的XMLHttpRequest對(duì)象請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Web功能。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，嵌入式Web服務(wù)器降低了服務(wù)器端的資源開銷，提高了響應(yīng)速度。
關(guān)鍵詞：uIP協(xié)議棧；AJAX技術(shù)；嵌入式Web服務(wù)器；通用網(wǎng)關(guān)接口

引言
遠(yuǎn)程信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程收集目標(biāo)信息并監(jiān)控目標(biāo)對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的嵌入式系統(tǒng)。遠(yuǎn)程信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中嵌入式Web服務(wù)器的使用，可以使用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)遠(yuǎn)端的嵌入式設(shè)備，這樣能夠大大提高系統(tǒng)的易用性和可維護(hù)性。目前，在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中普遍采用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集方法是在網(wǎng)頁(yè)上嵌入Applet或ActiveX控件，但是這種方法不僅會(huì)威脅到客戶端的安全，還增加了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，從而限制了Web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。為了滿足資源有限的嵌入式系統(tǒng)的需要，本文采用微型TCP／IP協(xié)議棧uIP，在協(xié)議棧之上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于CGI的動(dòng)態(tài)Web服務(wù)器，并將AJAX技術(shù)應(yīng)用到客戶端與服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互中。AJAX技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是將JavaScript程序內(nèi)嵌在網(wǎng)頁(yè)中，不需要在瀏覽器上另外安裝插件，降低了系統(tǒng)成本和Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的難度。

1 uIP協(xié)議棧分析
uIP是專為8／16位嵌入式微處理器設(shè)計(jì)的輕量級(jí)TCP／IP協(xié)議棧。uIP本身的源代碼和占用的內(nèi)存資源都非常少，其源代碼只有幾KB，RAM僅占幾百字節(jié)。uIP采用BSD授權(quán)，遵循RFC標(biāo)準(zhǔn)，完全由C語(yǔ)言編寫，具有良好的可移植性，可免費(fèi)用于非商業(yè)和商業(yè)用途。uIP協(xié)議棧有多個(gè)版本，本設(shè)計(jì)采用的是uIP 1．0。
為了減少對(duì)系統(tǒng)資源的要求，uIP的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)主要采用以下設(shè)計(jì)措施：
①不支持動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配機(jī)制，使用單一的全局緩沖區(qū)uip_buf收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；
②著重實(shí)現(xiàn)了與完整TCP／IP通信所必需的ARP(地址解析協(xié)議)、IP(網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議)、TCP(傳輸控制協(xié)議)，而UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)、ICM P(網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文協(xié)議)只作為可選模塊；
③各層協(xié)議緊密耦合，應(yīng)用協(xié)議也參與了部分協(xié)議棧功能的實(shí)現(xiàn)。
uIP的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可以看出，uIP協(xié)議棧處于網(wǎng)絡(luò)通信的中間層，用戶需要為uIP提供底層網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序和定時(shí)器驅(qū)動(dòng)程序。