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淺談無紙記錄儀的服務器端模塊的設計及嵌入式Web技術應用上海自動化儀表隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，信息技術的時代的到來，社會的發(fā)展和人們的生活都離不開信息技術的影響。同時，信息技術也隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展而快速更新?lián)Q代，其中，信息技術與儀表系統(tǒng)的結合開始逐漸增多，比如由此衍生出的嵌入式Web技術開始廣泛的運用于各個領域和學科。這種技術優(yōu)勢明顯，本文將對這種技術在無紙記錄儀中的應用進行分析和研究。 1 嵌入式web系統(tǒng)簡介 1.1 嵌入式系統(tǒng) 隨著信息技術的進步和更新，各個機構部門之間的信息傳遞變得十分重要。在工業(yè)的生產活動中，各個生產環(huán)節(jié)中所涉及的設備和車間等，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)放大和進一步利用，就需要對實際生產活動中的設備等系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，以便更加能適應當下的信息技術。在這樣的發(fā)展趨勢下，許多相關的系統(tǒng)和設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)領域中的應用，能夠更加廣泛地應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)的中心是應用，系統(tǒng)的基礎是計算機技術，它能夠應用于不同的功能，適用性很強，可塑性很好。嵌入式系統(tǒng)的結構比較靈活和穩(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用中得到提高。此外，由于目前能夠將微處理器轉化為嵌入式的方式，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，應用的特定性強。嵌入式系統(tǒng)的應用通常方向性和目的性很強，往往需要針對不同的應用需要，進行有針對性的系統(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行配對和聯(lián)合，系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)和硬件緊密結合，但常常需要對硬件進行改動。 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)的設計和應用并不復雜，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，相關軟件的開發(fā)需要規(guī)范化。為了保證軟件開發(fā)的質量，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)過程進行嚴格的標準化操作，這樣能夠高效率的保障好終系統(tǒng)的質量，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。嵌入式相關系統(tǒng)在設計前后，使用者都無法對其進行好立開發(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技術簡介 萬維網(wǎng)被Internet廣泛使用，其主要原因在于使用者能夠對圖像和視頻等進行瀏覽，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，而在對頁面進行瀏覽時，其中具備的信息服務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 技術的應用范圍廣泛，所涉及的領域很多，例如Web技術包括有服務器端動態(tài)Web 技術，客戶端腳本技術，靜態(tài)頁面設計語言HTML(CSS)和可用于數(shù)據(jù)保存和傳輸?shù)目蓴U展標記語言XML等。Web技術的運用日益廣泛，其優(yōu)勢就在于能夠在訪問遠程數(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技術在多個領域的運用，同時也推動了其自身的發(fā)展和更新。下面以服務器端Web 技術為例對其進行簡單的介紹。 CGI指的是通用網(wǎng)關接口，是好初所采用的服務器擴展方式，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，所以能夠達到Web 服務器的擴展要求，因此，CGI在Web 開發(fā)初期時，應用十分廣泛。但是，它本身具備的缺陷也決定了其不能承擔更加復雜的工程和工作，即在CGI運行中，每當出現(xiàn)一個CGI請求時，都需要重新啟動一個進程，當所發(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用和發(fā)展，使其不能承擔起較大的工作量，即CGI并不適用于大流量的Web站點。此外，當一個請求被完成后，該進程將被取消，相關的信息也會被取消。 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 組件相結合，取其各自的優(yōu)點和長處，做出相應的應用程序。同時，在ASP的環(huán)境下，能夠確保程序在服務器端執(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，當編輯的程序運行完后，只將運行之后的結果傳輸給客戶端，這樣能夠大大提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩诙鄠€環(huán)節(jié)上都節(jié)省了傳輸?shù)呢摀?，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標記等。如果需要運行ASP程序，可以將其放在Web服務器的虛擬目錄中。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雜，也不像編程語言十分嚴謹，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，擴大了其應用的領域。ASP對于Web設計者來說十分方便，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，也使得相關的程序編寫工作能夠擁有更大的施展空間。 嵌入式Web技術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)庫服務器，并且能夠將文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及web服務器有機的整合在一起，并以這種方式進行應用，所應用的計算機性能要求較高。在系統(tǒng)運行時，發(fā)布目標信息時，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，這樣就能夠實現(xiàn)信息的網(wǎng)絡傳遞。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相結合，其中在生產的過程中，需要結合嵌入式Web技術，好終實現(xiàn)生產效率和管理效率的增加和提升。相關部門希望將Web 技術與遠程操作和控制相結合，以便簡化工作，使得監(jiān)控和操作工作不需要親臨現(xiàn)場，遠程也能將工作完成，這對于監(jiān)管生產設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，降低產業(yè)運行的成本。在此基礎上，人們發(fā)現(xiàn)如果將無紙記錄儀應用于嵌入式Web 技術中，將二者相互結合，共同運用于工業(yè)生產中，將對其發(fā)展產生很有利的影響。 2 無紙記錄儀的嵌入式Web系統(tǒng)的設計 如果將客戶/服務器模式應用于嵌入式系統(tǒng)設計中，應該安裝專屬的客戶端軟件，但是也有其不足，在安裝軟件時，需要在客戶端進行安裝，十分不便。如果將瀏覽器／服務器模式應用于嵌入式系統(tǒng)設計中，則不需要在客戶端進行軟件的專門安裝，只需要安裝好瀏覽器，然后通過服務器和瀏覽器就能夠完成服務工作，省去了前者的應用中出現(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服務器 在FAT-Server方式的Web服務器運行中，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，則需要進行比較繁雜的流程，還會涉及HTTP服務器。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，產生的變化不會被收錄到文本文件中。CGI技術的應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，信息服務器進行連接，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)中的應用，相對來說需要較多的流程，步驟繁瑣，應用不夠成熟，目前大多還是只將其應用于簡單的信息交互中，并不能勝任復雜數(shù)據(jù)和命令的傳輸和執(zhí)行工作。 2.2 LEAN—Server方式的Web服務器 LEAN—Server 方式的 Web 服務器核心在于 JAVA 技術。目前，嵌入式Web 技術的系統(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，客戶在進行訪問的時候，應用到的是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，同時能夠進行數(shù)據(jù)的傳輸。JAVA 小程序能夠保證與服務器之間通信暢通，前提是需要啟動服務器的監(jiān)聽程序，才能保證能夠實時的進行信息的傳輸，將HTML文件下載后解釋，客戶也就能接受到信息，進而完成相關的工作。由于創(chuàng)建了套接字，上述的JAVA 小程序就能夠承擔起服務器中更多的任務，減輕其運行的負荷，好終達到傳輸和處理復雜和大量的數(shù)據(jù)的目的，形成LEAN—Server模式。 3 網(wǎng)絡無紙記錄儀服務器端模塊的設計 在對網(wǎng)絡無紙記錄儀服務器端模塊進行設計的時候，其好終的目標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)，同時能夠將完成實時信息發(fā)送；第五，實現(xiàn)無紙記錄儀和服務器之間的信息傳輸。在應用于工業(yè)領域中時，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行一定程度的改進和適應，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進行綁定。 在網(wǎng)絡無紙記錄儀服務器端模塊的設計過程中，應該充分考慮到發(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，還對確認機制設置了相應的規(guī)定。在TCP進行發(fā)布信息時，使用者在其基礎上可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的報文段，同時，另一方則能夠接收到信息，同時能夠進行重新排列，這樣一來，兩端的流量控制都能夠實現(xiàn)，此外，對兩端進行校驗，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，由于它具備結構簡單的優(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，信息技術的大力發(fā)展，促進了其與多個領域的合作，跨領域的結合和運用大大開發(fā)了人們的創(chuàng)造力，同時提高了生產效率，節(jié)省了成本，也間接推動了相應技術的良好改進，以便更加適用于當前的生產活動。無紙記錄儀的應用中加入了嵌入式的Web技術，不僅能夠幫助工業(yè)生產活動更加自動化，機械化，生產效率提高，還能夠促進記錄儀的功能實現(xiàn)重要的改進和提升。但是，目前在其應用過程中，仍然存在著一些缺陷，有著一定的改進空間，上海自動化儀表這就需要相關研發(fā)人員進一步針對這些問題進行改進，使其能夠更好的應用于生活生產實踐中。
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