肖飛 李巍

摘要：介紹了計算機CAN、TCP/IP協議及其上開發的嵌入式CAN-TCP/IP網關，研究并實現了基于CAN-TCP/IP網關的嵌入式WebServer。嵌入式CAN總線的Web服務器大大提升了CAN-TCP/IP網關的易用性和實用性。

關鍵詞：uClinux CAN-TCP/IP 嵌入式WebServer

一、CAN、TCP/IP概述

CAN、TCP/IP是兩種應用非常廣泛的協議。TCP/IP是internet上廣為流行的協議，它是計算機之間的通信協議。但其傳輸方式和效率很難滿足現場的要求。CAN是一種優秀的現場總線，但遠程通訊卻又有許多不足。嵌入式產品的發展，尤其以源代碼開放為特征的Linux的出現，把 TCP/IP和CAN兩種優勢技術相結合的嵌人式系統具有很高的性能和實用性。

二、嵌入式CAN-TCP/IP的網關

嵌入式CAN-TCP/IP的網關是在uClinux系統上開發出來的，它實現CAN總線與以太網TCP/IP協議的轉換，通過以太網能夠進行CAN發送和CAN接收，要求網絡上的一臺PC能通過應用軟件操作網關，實現CAN信息的收發。 在局域網中運行在PC上編寫的基于Windows的CAN-TCP/IP以太網通訊程序，通過以太網連接目標板，實現對CAN網絡信息的接收并顯示，以及向CAN網絡發送信息。CAN-TCP/IP網關的硬件結構如圖1所示。

三、嵌入式WebServer

嵌入式WebServer可實現CAN總線網絡設備的遠程監控，網絡端的客戶程序就不需要單獨安裝，有瀏覽器就可以操作嵌入式CAN-TCP/IP的網關。我們在這里選擇了支持CGI又適合嵌入式系統的Boa Web Server。Boa是一個源代碼開放、執行效率高的系統。uClinux的已經包含了boa的源代碼。如果在特定的uClinux系統下實現Boa，還需要對Boa做一修改。

四、嵌入式WebServer在Boa Web Server中的實現

1.Boa Server配置

Boa Server配置通過對boa.conf 和mime.types 這兩個文件進行修改配置：

（1）手動建目錄

因為uClinux 默認的根文件系統romfs是只讀的，所以不能使用mkdir等命令來新建目錄，故應在編譯內核前先建好要用到的目錄，這通過修改/uclinux-samsung/vendors/Samsung/4510b/makefile 文件來實現。在ROMFS_DIRS =bin dev etc home lib mnt proc usr var的后邊增加home/webhome/web/cgi-bin，修改完成后就可以編譯內核，根文件系統被編譯好后，就包含了這些目錄。

（2）指定Web 服務器的根目錄路徑（SERVER_ROOT）

進入/uclinux-samsung/user/boa/src/目錄，通過修改define.h 文件中#define ERVER_ROOT“/home”語句來指定SERVER_ROOT。也可以通過命令來實現：boa-c /home/&。SERVER_ROOT可以覆蓋define.h 文件中所指定的。

（3）修改boa.conf 文件

在./uclinux-samsung/user/boa/src/boa.conf里修改：

將user obody

Group ogroup

改為User 0

Group 0；

將DocumentRoot/var/www改為DocumentRoot/home/web， web服務器的文檔根目錄為/home/web ；

將MimeTypes /etc/mime.types改為MimeTypes /home/web/mime.types；

默認主頁和C G I 程序所在的目錄，即

DirectoryIndexindex.htm

ScriptAlias /cgi-bin/ /home/web/cgi-bin/

boa.conf 文件和mime.types這兩個文件放到Web服務器根目錄下，所以把最后的bao.conf和mime.types拷貝到“./uclinux-samsung/romfs/home/”目錄下。然后在/uclinux-samsung/Vendors/Samsung/4510b/inittab里修改，在inet：unknown：/bin/inetd后加入：boa：unknown：/bin/boac/home。

配置完成后，把內核重新編譯， Boa選項要被選中。然后把內核下載到開發板，啟動uClinux，完成IP配置，Open Boa Web Server，網頁就可以通過IP來訪問了。

2.CGI簡介

CGI通過了一個用來執行外部程序的通道，能夠實現服務器和瀏覽器的交互。CGI 程序其實是一個外部程序，可以把它編譯成可執行文件，然后運行在服務端，結構如圖2所示。

用戶輸入的數據通過瀏覽器送到Web服務器，Web服務器使用stdin 將數據送給CGI 程序， CGI 程序被執行后，存放數據的文檔可能會被訪問到，最后使用stdout 輸出HTML 形式的結果文件，在瀏覽器端顯示Web 服務器送回的數據。

我們的CGI 程序用C語言來編寫。考慮到uClinux不支持數據庫存儲，我們把數據保存在文件中，CGI可以查詢這些文件。

設備在uClinux中也是被作為文件來訪問的，所以在CGI程序中也可以對如sja1000 CAN等設備進行讀寫，即CAN發送和CAN接收操作。

3.編寫Web頁面

Web頁面就是一個HTML網頁文件，要求內嵌表單。編寫Web頁面時，要由ACTION屬性來指定相關的CGI程序，如：ACTION=cgi-bin/CanServer ；由MOTHOD屬性來指明所用的提交數據的方法，即METHOD = POST（GET也可）。將該文件放到/home/web目錄下。這個頁面即是其他瀏覽器進行訪問設備的IP地址而出現的頁面。

4.編寫CGI程序

CGI 程序可以分為3個部分：①數據的接收通過POST方法或GET方法從提交的表單中獲取；② URL編碼的解碼；③ HTML源代碼用用printf（ ）函數來產生，并將經過解碼后的數據正確地返回給瀏覽器。最后把編寫好的CGI程序編譯成二進制文件放在cgibin/目錄下。

下面介紹我們編寫的CGI程序CanTcp.c的核心部分，它完成CAN信息接收并顯示到瀏覽器中。主要包括讀取CAN接收信息和輸出HTML數據流兩部分。

sjadev = open（“/dev/sja1000”，O_RDWR）； //打開sja1000設備

if （ sjadev == -1 ） { printf（“Cannt open file “）； exit（0）；}

read（sjadev，buf，13）； //讀取sja1000設備，將獲取的CAN信息存入buf

for （i = 0； i < 13；i++）

itos（buf[i]，strbuf+i）； //CAN數據整形轉換為字符串

close（sja1000）； //關閉CAN設備

printf（“Content-type：text/html＼n＼n”）；

printf（“＼n”）； //HTML文件開始標志

printf（“＼n”）； //HTML文件頭部信息

printf（“＼n”）；//標題信息

printf（“

＼n”）；printf（“＼n”）；

printf（“

sja1000 CAN 設備接收信息顯示

printf（“CAN_ID0： %s＼n”， strbuf[0]）； //顯示CAN_ID0

printf（“CAN_ID1： %s＼n”， strbuf[1]）； //顯示CAN_ID0

………………

printf（“CAN_DATA7： %s＼n”， strbuf[12]）； //顯示CAN_DATA7

printf（“

＼n”）；printf（“

＼n”）；

fflush（stdout）； //將上述HTML信息以數據流送出

exit（0）； //程序結束

結語

嵌入式uClinux下的WebServer提升了CAN-TCP/IP網關的易用性。本文研究使用的boa WebServer服務器是一個小型的Web服務器，能夠同時處理的客戶端連接數量有限。可以對thhttpd或其他的WebServer進行研究并移植到uClinux系統中，更好地實現其產品化。

參考文獻

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[2]安妮，董俊.基于嵌入式的現場總線和TCP/IP協議轉換的技術研究[J].現代電子技術，2016，39，（1）：16-19.

[3]趙衛.基于RS485總線的存儲器網絡化技術研究[J].計算機測量與控制，2017，25（10）：206-208.

作者簡介

肖飛（1980.2—），男，漢族，湖北荊門人，黃岡師范學院計算機學院，高級工程師，武漢理工大學碩士研究生，主要從事計算機應用軟件開發與創新創業教育研究.