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淺談無紙記錄儀的服務(wù)器端模塊的設(shè)計及嵌入式Web技術(shù)應(yīng)用上海自動化儀表隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,信息技術(shù)的時代的到來,社會的發(fā)展和人們的生活都離不開信息技術(shù)的影響。同時,信息技術(shù)也隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展而快速更新?lián)Q代,其中,信息技術(shù)與儀表系統(tǒng)的結(jié)合開始逐漸增多,比如由此衍生出的嵌入式Web技術(shù)開始廣泛的運用于各個領(lǐng)域和學(xué)科。這種技術(shù)優(yōu)勢明顯,本文將對這種技術(shù)在無紙記錄儀中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。 1 嵌入式web系統(tǒng)簡介 1.1 嵌入式系統(tǒng) 隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和更新,各個機構(gòu)部門之間的信息傳遞變得十分重要。在工業(yè)的生產(chǎn)活動中,各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所涉及的設(shè)備和車間等,這些單元之間都存在一定的信息傳遞。如果想要將這樣的趨勢繼續(xù)放大和進(jìn)一步利用,就需要對實際生產(chǎn)活動中的設(shè)備等系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),以便更加能適應(yīng)當(dāng)下的信息技術(shù)。在這樣的發(fā)展趨勢下,許多相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備都得到了直接或間接的一定程度的提高,尤其是嵌入式相關(guān)系統(tǒng),不僅僅得到了自身系統(tǒng)的完善和提升,還得以加強了其在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,能夠更加廣泛地應(yīng)用于更多的場所和平臺,發(fā)揮其重要的作用。 嵌入式系統(tǒng)的中心是應(yīng)用,系統(tǒng)的基礎(chǔ)是計算機技術(shù),它能夠應(yīng)用于不同的功能,適用性很強,可塑性很好。嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較靈活和穩(wěn)定,相比Pc機來說更加明顯,而嵌入式系統(tǒng)的經(jīng)營效率也能夠在其更多的應(yīng)用中得到提高。此外,由于目前能夠?qū)⑽⑻幚砥鬓D(zhuǎn)化為嵌入式的方式,這就使得在一些狹小的工作區(qū)域也能夠完成工作,這是嵌入式系統(tǒng)向前發(fā)展的很重要的一步。 嵌入式系統(tǒng)的處理器是其硬件中好重要的部分之一,包括嵌入式微控制器,嵌入式DSP處理器,嵌入式微處理器和嵌入式片上系統(tǒng)。而其軟件系統(tǒng)中,主要分為兩大類,分別為實時系統(tǒng)和分時系統(tǒng),其中實時系統(tǒng)分為硬實時系統(tǒng)和軟實時系統(tǒng)。此外,嵌入式系統(tǒng)也具有其好特的特點。 地衣,應(yīng)用的特定性強。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用通常方向性和目的性很強,往往需要針對不同的應(yīng)用需要,進(jìn)行有針對性的系統(tǒng)的改裝和移植。嵌入式系統(tǒng)往往需要和程序的編譯等進(jìn)行配對和聯(lián)合,系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)和硬件緊密結(jié)合,但常常需要對硬件進(jìn)行改動。 第二,系統(tǒng)精簡。不同于往常意義上的系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用并不復(fù)雜,這就使得整個系統(tǒng)精致簡單,同時非常有助于降低系統(tǒng)的成本。 第三,高實時性。對于嵌入的軟件,一般都要求其具備良好的運行速度,并且需要固態(tài)存儲,編程的代碼需要保證質(zhì)量,具備一定的實時性。 第四,固體存儲。一般來說,嵌入式系統(tǒng)的軟件都是固體存儲,因為這樣才能夠保證整體運行的可靠性,提高其執(zhí)行速度,一般來說,這些軟件所固化的載體一般是存儲器芯片,或者將嵌入式軟件固化在單片機中。 第五,相關(guān)軟件的開發(fā)需要規(guī)范化。為了保證軟件開發(fā)的質(zhì)量,確保好終的嵌入式系統(tǒng)運行的可靠性和實時性,需要對軟件的開發(fā)過程進(jìn)行嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化操作,這樣能夠高效率的保障好終系統(tǒng)的質(zhì)量,并且能夠節(jié)省系統(tǒng)和軟件開發(fā)的成本和精力。 第六,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和修改的安全性。嵌入式相關(guān)系統(tǒng)在設(shè)計前后,使用者都無法對其進(jìn)行好立開發(fā)和修改,只有在一定的開發(fā)環(huán)境,并且配置一定的開發(fā)工具后,才能夠完成開發(fā)或者修改的工作。在開發(fā)和修改的過程中,一般分為兩部分,分別為主機和目標(biāo)機,其中前者主要用于開發(fā)程序,后者則是執(zhí)行機,在整個過程中,需要對兩個部分交替開發(fā)。 1.2 Web技術(shù)簡介 萬維網(wǎng)被Internet廣泛使用,其主要原因在于使用者能夠?qū)D像和視頻等進(jìn)行瀏覽,所采取的形式是超文本,這就能夠使得超文本得到充分的運用,而在對頁面進(jìn)行瀏覽時,其中具備的信息服務(wù)功能又能夠使得訪問過程更加順暢和便捷,深受使用者的喜愛。 Web 技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛,所涉及的領(lǐng)域很多,例如Web技術(shù)包括有服務(wù)器端動態(tài)Web 技術(shù),客戶端腳本技術(shù),靜態(tài)頁面設(shè)計語言HTML(CSS)和可用于數(shù)據(jù)保存和傳輸?shù)目蓴U展標(biāo)記語言XML等。Web技術(shù)的運用日益廣泛,其優(yōu)勢就在于能夠在訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的同時,還能夠保持低成本和便捷的方式,它的應(yīng)用不會增加系統(tǒng)的成本,反而能夠帶來很大的益處,這在很大程度上推動了Web技術(shù)在多個領(lǐng)域的運用,同時也推動了其自身的發(fā)展和更新。下面以服務(wù)器端Web 技術(shù)為例對其進(jìn)行簡單的介紹。 CGI指的是通用網(wǎng)關(guān)接口,是好初所采用的服務(wù)器擴展方式,很多都是用腳本語言編寫出來的,其具備自身的優(yōu)勢,就是這種語言很靈活,可移植,所以能夠達(dá)到Web 服務(wù)器的擴展要求,因此,CGI在Web 開發(fā)初期時,應(yīng)用十分廣泛。但是,它本身具備的缺陷也決定了其不能承擔(dān)更加復(fù)雜的工程和工作,即在CGI運行中,每當(dāng)出現(xiàn)一個CGI請求時,都需要重新啟動一個進(jìn)程,當(dāng)所發(fā)出的請求增加時,就會大大降低其運行的速度和效率,這樣的特點在很大程度上制約著它的應(yīng)用和發(fā)展,使其不能承擔(dān)起較大的工作量,即CGI并不適用于大流量的Web站點。此外,當(dāng)一個請求被完成后,該進(jìn)程將被取消,相關(guān)的信息也會被取消。 ASP指的是Microsoft Active Server Pages,是一種軟件開發(fā)的腳本環(huán)境。在ASP環(huán)境下,可以將HTML 網(wǎng)頁、ASP指令和ActiveX 組件相結(jié)合,取其各自的優(yōu)點和長處,做出相應(yīng)的應(yīng)用程序。同時,在ASP的環(huán)境下,能夠確保程序在服務(wù)器端執(zhí)行,這就能夠保證工作人員所編寫的程序和代碼能夠順利運行,不用擔(dān)心客戶的瀏覽器是否符合運行環(huán)境,此外,在編程中的腳本程序也能夠得到順利的執(zhí)行,所以ASP在運行代碼和腳本程序上有很大的優(yōu)勢。同時,當(dāng)編輯的程序運行完后,只將運行之后的結(jié)果傳輸給客戶端,這樣能夠大大提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?,在多個環(huán)節(jié)上都節(jié)省了傳輸?shù)呢?fù)擔(dān),也能夠更多地給予客戶方便。 ASP是一種運行的環(huán)境,擴展名是.Asp,存在形式是純文本,能夠使用文本編輯器打開,在ASP中,有純文本和HTML標(biāo)記等。如果需要運行ASP程序,可以將其放在Web服務(wù)器的虛擬目錄中。其中,腳本語言編寫成為腳本命令,而一系列的腳本命令共同組成一個腳本。其中腳本語言并不復(fù)雜,也不像編程語言十分嚴(yán)謹(jǐn),它是一種較為特殊的語言。ASP能夠支持多種腳本語言運行,這大大增加了其運用的范圍,擴大了其應(yīng)用的領(lǐng)域。ASP對于Web設(shè)計者來說十分方便,為其工作降低了很多難度,使得編程工作能夠有更大的發(fā)揮余地,就算是使用的腳本語言有多種,也不會出現(xiàn)什么問題,因為程序的運行時在服務(wù)器端,不會涉及到自身以及客戶端的瀏覽器狀況,好終傳輸過去的只是運行的結(jié)果,對接收方的瀏覽器并無特殊的要求,這對于程序開發(fā)人員來說,無疑是一大喜訊,也使得相關(guān)的程序編寫工作能夠擁有更大的施展空間。 嵌入式Web技術(shù)相較于以往意義上的Web系統(tǒng)來說,其信息的來源主要是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,并且能夠?qū)⑽募到y(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及web服務(wù)器有機的整合在一起,并以這種方式進(jìn)行應(yīng)用,所應(yīng)用的計算機性能要求較高。在系統(tǒng)運行時,發(fā)布目標(biāo)信息時,需要將Web 作為中心,接受瀏覽器發(fā)出的請求。在完成這樣的操作之后,再瀏覽不同的頁面,同時共享給Web 瀏覽器,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)信息的網(wǎng)絡(luò)傳遞。此外,針對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說,并不需要在實時性上有很高的要求,只需要完成基本的檢索和查詢功能即可。 目前,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)的發(fā)展也開始和信息技術(shù)相結(jié)合,其中在生產(chǎn)的過程中,需要結(jié)合嵌入式Web技術(shù),好終實現(xiàn)生產(chǎn)效率和管理效率的增加和提升。相關(guān)部門希望將Web 技術(shù)與遠(yuǎn)程操作和控制相結(jié)合,以便簡化工作,使得監(jiān)控和操作工作不需要親臨現(xiàn)場,遠(yuǎn)程也能將工作完成,這對于監(jiān)管生產(chǎn)設(shè)備和機械的正常運行和儲存等有很大的幫助,同時還能夠很大程度上節(jié)省人力物力,降低產(chǎn)業(yè)運行的成本。在此基礎(chǔ)上,人們發(fā)現(xiàn)如果將無紙記錄儀應(yīng)用于嵌入式Web 技術(shù)中,將二者相互結(jié)合,共同運用于工業(yè)生產(chǎn)中,將對其發(fā)展產(chǎn)生很有利的影響。 2 無紙記錄儀的嵌入式Web系統(tǒng)的設(shè)計 如果將客戶/服務(wù)器模式應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中,應(yīng)該安裝專屬的客戶端軟件,但是也有其不足,在安裝軟件時,需要在客戶端進(jìn)行安裝,十分不便。如果將瀏覽器/服務(wù)器模式應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中,則不需要在客戶端進(jìn)行軟件的專門安裝,只需要安裝好瀏覽器,然后通過服務(wù)器和瀏覽器就能夠完成服務(wù)工作,省去了前者的應(yīng)用中出現(xiàn)的不便,相比之下比較快捷方便。在嵌入式Web 服務(wù)器中,存在兩種方式,分別是FAT-Server方式和LEAN—Server方式。 2.1 FAT-Server方式的Web服務(wù)器 在FAT-Server方式的Web服務(wù)器運行中,接受方式主要是EGI方式,并且生成的超文本文件通常是gif文件,即動態(tài)的形式。使用者在獲取這些超文本文件時,則需要進(jìn)行比較繁雜的流程,還會涉及HTTP服務(wù)器。此外,HTML文檔在程序的運行過程中,是靜態(tài)的方式存在,沒有交互性,產(chǎn)生的變化不會被收錄到文本文件中。CGI技術(shù)的應(yīng)用主要是能夠幫助網(wǎng)頁以動態(tài)的形式存在。在整個運行過程中,實時性很好,信息服務(wù)器進(jìn)行連接,保證信息輸入能夠在運行過程中完成,保證其動態(tài)的形式。這種方式在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用,相對來說需要較多的流程,步驟繁瑣,應(yīng)用不夠成熟,目前大多還是只將其應(yīng)用于簡單的信息交互中,并不能勝任復(fù)雜數(shù)據(jù)和命令的傳輸和執(zhí)行工作。 2.2 LEAN—Server方式的Web服務(wù)器 LEAN—Server 方式的 Web 服務(wù)器核心在于 JAVA 技術(shù)。目前,嵌入式Web 技術(shù)的系統(tǒng)運用中,由于需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大,數(shù)據(jù)情況越來越復(fù)雜,整個系統(tǒng)需要處理的情況也越來越棘手,這就需要針對這樣的情況,給出針對性的對策。但是,目前嵌入式Web 技術(shù)存在的好大的缺點就是資源局限性,這將大大制約其在各個領(lǐng)域中的運用程度和范圍。如果使用上述的FAT—Server模式,將很難應(yīng)對這樣的情況,反而會在這樣的趨勢和浪潮下被淘汰掉,基于此,出現(xiàn)的LEAN—Server模式為人們提供了一種新的思維方式,能夠針對這個問題給出一定程度的解決方案。 在LEAN—Server模式運行中,客戶在進(jìn)行訪問的時候,應(yīng)用到的是B/S,即好終從搜索到的文件系統(tǒng)中,訪問到所需要的靜態(tài)網(wǎng)頁,JavaApplet小程序的嵌入有其好特的作用,能夠維持網(wǎng)頁的一些功能,同時能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。JAVA 小程序能夠保證與服務(wù)器之間通信暢通,前提是需要啟動服務(wù)器的監(jiān)聽程序,才能保證能夠?qū)崟r的進(jìn)行信息的傳輸,將HTML文件下載后解釋,客戶也就能接受到信息,進(jìn)而完成相關(guān)的工作。由于創(chuàng)建了套接字,上述的JAVA 小程序就能夠承擔(dān)起服務(wù)器中更多的任務(wù),減輕其運行的負(fù)荷,好終達(dá)到傳輸和處理復(fù)雜和大量的數(shù)據(jù)的目的,形成LEAN—Server模式。 3 網(wǎng)絡(luò)無紙記錄儀服務(wù)器端模塊的設(shè)計 在對網(wǎng)絡(luò)無紙記錄儀服務(wù)器端模塊進(jìn)行設(shè)計的時候,其好終的目標(biāo)是希望能夠滿足五個功能。地衣,接受使用者的請求,開辟出新的Socket;第二,接受組態(tài)包;第三,能夠做到連接斷開;第四,能夠保證及時的更新組態(tài),同時能夠?qū)⑼瓿蓪崟r信息發(fā)送;第五,實現(xiàn)無紙記錄儀和服務(wù)器之間的信息傳輸。在應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中時,需要其能夠做到對防火墻穿越。在這樣的要求下,在處理數(shù)據(jù)時,主要采取的端口則為80端口,但是這個方式存在其特殊的要求,對系統(tǒng)要求有復(fù)用性。因此,在該途徑下,運行過程中需要加入整合的流程。在運行過程中,還需要針對其中存在的資源有限的特點進(jìn)行一定程度的改進(jìn)和適應(yīng),即需要限制訪問者的數(shù)量上限。此外,不僅需要實現(xiàn)上述功能,還需要將HTTP進(jìn)行綁定。 在網(wǎng)絡(luò)無紙記錄儀服務(wù)器端模塊的設(shè)計過程中,應(yīng)該充分考慮到發(fā)揮其實時消息發(fā)布的性能,以及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的體現(xiàn)。根據(jù)實時消息發(fā)布的方式和途徑不同,所涉及的設(shè)計方案可以分為兩種方式。地衣,由TCP完成發(fā)布。TCP協(xié)議能夠充分保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院瓦B接性,所以其具備這兩方面的優(yōu)勢。但是TCP在執(zhí)行過程中較繁瑣,不僅規(guī)定了窗口,還對確認(rèn)機制設(shè)置了相應(yīng)的規(guī)定。在TCP進(jìn)行發(fā)布信息時,使用者在其基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的報文段,同時,另一方則能夠接收到信息,同時能夠進(jìn)行重新排列,這樣一來,兩端的流量控制都能夠?qū)崿F(xiàn),此外,對兩端進(jìn)行校驗,就能夠完成強制性的計算,保證該途徑的可靠性。第二,由UDP完成發(fā)布。相較于前者,這個發(fā)布途徑有其構(gòu)成簡單,信息交流的連接和斷開也非常直接的優(yōu)勢。UDP途徑在實現(xiàn)信息發(fā)布時,需要相應(yīng)的系統(tǒng)具備良好的可靠性,才能確保其能夠順利的實現(xiàn)該功能。同時,由于它具備結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢,在實際的溝通交流過程中,協(xié)議的連接和斷開也相對十分直接。 總而言之,信息技術(shù)的大力發(fā)展,促進(jìn)了其與多個領(lǐng)域的合作,跨領(lǐng)域的結(jié)合和運用大大開發(fā)了人們的創(chuàng)造力,同時提高了生產(chǎn)效率,節(jié)省了成本,也間接推動了相應(yīng)技術(shù)的良好改進(jìn),以便更加適用于當(dāng)前的生產(chǎn)活動。無紙記錄儀的應(yīng)用中加入了嵌入式的Web技術(shù),不僅能夠幫助工業(yè)生產(chǎn)活動更加自動化,機械化,生產(chǎn)效率提高,還能夠促進(jìn)記錄儀的功能實現(xiàn)重要的改進(jìn)和提升。但是,目前在其應(yīng)用過程中,仍然存在著一些缺陷,有著一定的改進(jìn)空間,上海自動化儀表這就需要相關(guān)研發(fā)人員進(jìn)一步針對這些問題進(jìn)行改進(jìn),使其能夠更好的應(yīng)用于生活生產(chǎn)實踐中。 |