基于Linux嵌入式Web太陽(yáng)能監(jiān)控系統(tǒng)探究

監(jiān)控系統(tǒng)分2種，C/S模式和B/S模式。C/S模式需要在PC安裝客戶端，在嵌入式系統(tǒng)上還需要安裝服務(wù)端，這在設(shè)計(jì)上不僅加大了開發(fā)工作量，而且還得配備專用電腦，但有時(shí)候在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)上是沒(méi)有辦法做到的。而B/S模式則顯得其靈活性和成本低廉性。首先在B/S模式下面我們只需要開發(fā)單個(gè)WEB應(yīng)用，客戶端和服務(wù)端程序都不需要。其次還可以用具備瀏覽器的終端設(shè)備來(lái)隨時(shí)隨地瀏覽察看和控制后端設(shè)備。另外還可以省下其他監(jiān)控硬件設(shè)備，有效降低了成本，增強(qiáng)整套系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
　　綜合考慮本系統(tǒng)采用B/S方式。監(jiān)控系統(tǒng)以ARM11微處理器（SC6410）為硬件核心，嵌入式Linux為軟件核心的綜合平臺(tái)方案。在此平臺(tái)上設(shè)計(jì)了基于Linux嵌入式Web太陽(yáng)能監(jiān)控系統(tǒng)。此監(jiān)控系統(tǒng)以Ajax為網(wǎng)頁(yè)前端通訊方式，Cgi進(jìn)程、Php進(jìn)程、485進(jìn)程為后端數(shù)據(jù)處理方式。監(jiān)控系統(tǒng)只存設(shè)備上運(yùn)行，在和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的任何地方，儀通過(guò)瀏覽器就可以直接監(jiān)控太陽(yáng)能設(shè)備，打破了距離的限制，提高了軟件的保密性。
　　1 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
　　監(jiān)控系統(tǒng)硬件分為核心板和底板2個(gè)部分。核心板使用S3C6410處理器，外擴(kuò)128MB SDRAM和256MB FLASH外部存儲(chǔ)器。底板采用的是RS4 85采集接口，3線RS232串口，SD卡存儲(chǔ)接口以及以太網(wǎng)控制器和RJ45組成的以太網(wǎng)接口，硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
　　RS485通訊接口按照協(xié)議把太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)讀取并發(fā)送主控芯片（S3C6410）。主控芯片接受485采集數(shù)據(jù)并存放Sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)。經(jīng)程序處理、分析后的數(shù)據(jù)在網(wǎng)頁(yè)上以動(dòng)態(tài)曲線和表格形式顯示，除此之外實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)上發(fā)送指令修改太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)。該監(jiān)控系統(tǒng)完成參數(shù)以表格和曲線等多種形式的展示以及太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)的配置，極大方便了客戶，提高了客戶使用友好性。
　　2 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境移植
　　2.1 嵌入式CGI的C庫(kù)移植
　　2.1.1 下載cgic205.tar.gz
　　下載地址：http://www.boutell.com/cgic/#0btain
　　2.1.2 解壓
　　解壓壓縮文件到/home/cgic/目錄
　　#tar -czvf cgic205.tar.gz
　　#cd cgic205
　　2.1.3 編譯
　　修改其makefile里面的編譯參數(shù)
　　CC=arm-linux-gcc
　　AR=arm-linux-ar
　　RANLIB=arm-linux-ranlib.
　　#make
　　拷貝libcgic.a庫(kù)到設(shè)備/usr/lib/目錄下。
　　2.2 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)Sqlite3移植
　　2.2.1 下載sqlite3-autoconf-3070900.tar.gz
　　下載地址：http://www.sqlite.org/download.html
　　2.2.2 解壓
　　解壓壓縮文件到/home/sqlite3/目錄
　　#tar -czvf sqlite3-autoconf-3070900.tar.gz
　　#cd sqlite3-autoconf-3070900
　　2.2.3 編譯
　　#./configure \
　　--host=arm-linux- \
　　--prefix=/opt/sqlite3/install3.7.4 \
　　--disable--tc \
　　#make
　　#make install
　　拷貝/opt/sqlite3/install3.7.4目錄下lib和bin文件到設(shè)備上對(duì)應(yīng)目錄。
　　2.3 WEB服務(wù)器Appweb軟件移植
　　2.3.1 下載Appweb3.3.0.tar.gz
　　下載地：http://appwebserver.org/downloads/appweb/download.ejs
　　2.3.2 解壓
　　解壓文件到/home/appweb/目錄
　　#tar -czvf appweb3.3.0.tar.gz
　　#cd appweb3.3.0
　　2.3.3 編譯
　　#./configure \
　　--prefix=/home/my \
　　--target=arm-sc6410-linux \
　　--build=i686-pc-linux \
　　--enable-log \
　　--static \
　　--port=80 \
　　--with-php=/home/cgi-php; \
　　#make TRACE=1
　　#make ROOT_DIR=/home/my install
　　在/home/cgi-php目錄里面要有編譯好的php5動(dòng)態(tài)庫(kù)，編譯的Appweb服務(wù)器才會(huì)支持php功能。
　　拷貝home/my目錄里面的文件到設(shè)備對(duì)應(yīng)目錄，同時(shí)拷貝php動(dòng)態(tài)庫(kù)到/usr/lib目錄，至此監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境移植完畢。
　　2.3.4 驗(yàn)證Appweb服務(wù)器
　　編寫以下代碼并保存為文件test.php，放至設(shè)備/www/目錄下
　　在PC機(jī)瀏覽器地址上輸入設(shè)備地址：192.168.0.80/test.php.如果瀏覽器網(wǎng)頁(yè)中顯示“ok php”，就證明嵌入式Appweb帶php開發(fā)功能且支持Sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)軟件運(yùn)行環(huán)境已經(jīng)移植完畢?，F(xiàn)在Web服務(wù)器能支持Cgi和Php這兩項(xiàng)功能，而類似boa，shttpd等嵌入式Web只是支持Cgi，在后臺(tái)的處理上功能比較弱，不能完成較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。
　　3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　監(jiān)控系統(tǒng)軟件基于Linux操作系統(tǒng)，主要分為Cgi模塊、Php模塊、485進(jìn)程模塊。Cgi模塊主要是要負(fù)責(zé)密碼驗(yàn)證、修改、以及發(fā)送消息給485掃描進(jìn)程進(jìn)行對(duì)太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)進(jìn)行配置。Php模塊主要負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出數(shù)據(jù)分析、處理后送給前臺(tái)。485進(jìn)程模塊主要是自定義通訊協(xié)議，掃描在線太陽(yáng)能逆變器來(lái)獲取其基本屬性參數(shù)并且經(jīng)過(guò)處理后存放在設(shè)備sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)里，一切圖形顯示和圖表顯示以及參數(shù)修改等數(shù)據(jù)全部是從數(shù)據(jù)庫(kù)中取得。監(jiān)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)及其功能模塊如圖2所示。
　　
　　圖2 軟件架構(gòu)及功能模塊圖