基于GR47和MCU的無(wú)線嵌入式Web Server

引言

嵌入式Web Server具有靈活性、前沿性和解決問題的有效性等優(yōu)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文依托GPRS(通用分組無(wú)線電業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌入式Web Server的方法，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無(wú)線接人嵌入式Web Server。

嵌入式Web Server是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用戶可通過IE訪問服務(wù)器的IP看到Web頁(yè)面。嵌入式Web Server的原理是把Web Server作為一個(gè)數(shù)據(jù)載體，Web Server監(jiān)聽用戶端的服務(wù)請(qǐng)求，根據(jù)用戶請(qǐng)求類型提供相應(yīng)的服務(wù)，用戶端使用Web瀏覽器和Web服務(wù)器進(jìn)行通信。Web服務(wù)器在接收到用戶端請(qǐng)求后，處理用戶請(qǐng)求并返回需要的數(shù)據(jù)，一個(gè)完整的HTYP服務(wù)一般由以下幾個(gè)階段組成：客戶和服務(wù)器建立TCP連接；客戶向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求；如果請(qǐng)求被接收，則服務(wù)器發(fā)送應(yīng)答，在應(yīng)答中包含狀態(tài)碼和所要的文件；客戶和服務(wù)器關(guān)閉連接。嵌入式Web Serv-er可將本地的信息和數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)端發(fā)出請(qǐng)求的客戶，這對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)很有意義。

GPRS是在現(xiàn)有的GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備和進(jìn)行軟件升級(jí)而形成的一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體，它是GSM Phase2+規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，是基于GSM的移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議。具有永遠(yuǎn)在線、快速登錄、按量計(jì)費(fèi)、切換自如、高速傳送、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)后均會(huì)被GPRS服務(wù)器分配一個(gè)IP地址。通過此IP地址和對(duì)應(yīng)端口即可訪問位于GPRS網(wǎng)絡(luò)上的嵌入式Web Server。

無(wú)線嵌入式Web Server在不需布線的情況下可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線互聯(lián)，并兼有Web的友好界面，實(shí)現(xiàn)GPRS在HTTP應(yīng)用層上通信，方便二次開發(fā)和平臺(tái)移植。

1無(wú)線嵌人式Web Server

目前中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)路由分配給移動(dòng)臺(tái)的是內(nèi)部IP，所以只能實(shí)現(xiàn)路由內(nèi)部局域網(wǎng)的訪問，即由一臺(tái)通過GPRS Modem上網(wǎng)的MCU來(lái)訪問嵌入式Web Server，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1。

1.1 GR47 GPRS模塊

Sony Ericsson公司提供的具有內(nèi)置YCP／IP協(xié)議棧的GR47模塊，其功能強(qiáng)大，使用方便，性能穩(wěn)定，具有良好的技術(shù)服務(wù)支持，性價(jià)比高，向用戶提供了標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口和豐富的AT指令集，用戶可以很方便地將其集成到各種數(shù)據(jù)終端之中。它的優(yōu)勢(shì)是始終保持在線連接、數(shù)據(jù)傳輸快速穩(wěn)定，具備快速GPRS技術(shù)，根據(jù)實(shí)際測(cè)試，掉線概率非常小。

使用AT命令操作GR47建立和斷開一個(gè)TCP／IP會(huì)話的步驟如下：

a)定義一個(gè)PDP上下文：

AT+CGDCONT=1，IP，CMNETCR>=>OK

b)激活已定義的PDP上下文：

AT*E2IPA=1.1CR>=>OK

c)查詢模塊和移動(dòng)GPRS服務(wù)器的IP地址：

AT*E2IPI=0CR>=>*E2IPI：10.165.192.25

AT*E2IPI=1CR>=>*E2IPI：211.137.64.163

d)監(jiān)聽80端口，模塊處于在線數(shù)據(jù)狀態(tài)AT*E2IPL1=80，1，50，1

e)設(shè)置DTR低電平(TTL)并延遲一段時(shí)間。置高=>OK，此時(shí)模塊將返回在線命令狀態(tài)。

f)返回在線數(shù)據(jù)狀態(tài)：

ATOCR>=>OK

g)將DTR線置低，延遲再置高，重新返回到在線命令狀態(tài)。

h)返回在線命令狀態(tài)后斷開IP連接：

AT*E2IPA=0.1CR>=>OK

AT*E2IPCCR>=>OK

GR47登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)后，使用AT*E2IPL命令設(shè)置監(jiān)聽80端口，等待客戶端HTTP連接。

1.2嵌入式Web Server的實(shí)現(xiàn)

GPRS模塊GR47集成了TCP／IP協(xié)議，并且可以通過監(jiān)聽指令得到80端口數(shù)據(jù)，所以只需在MCU中軟件實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議，解析HTTP數(shù)據(jù)后，即可實(shí)現(xiàn)HTTP連接。MCU采用TI公司的MSP430F149單片機(jī)，它是16位超低功耗、高性能的混合信號(hào)處理器，具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、資源豐富、開發(fā)方便等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的性價(jià)比。

硬件結(jié)構(gòu)框圖見圖2，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)頁(yè)面和圖片等固化資源，MCU與GR47通過串口通信。

1.3客戶端訪問Web Server的實(shí)現(xiàn)

目前，中國(guó)移動(dòng)GPRS對(duì)移動(dòng)終端分配的是動(dòng)態(tài)局域網(wǎng)IP，以武漢市為例，GR47通過AT指令查詢模塊和移動(dòng)GPRS服務(wù)器的IP地址為：

AT*E2IPI=0CR>=>*E2IPI：10.165.192.25

AT*E2IPI=1CR>=>*E2IPI：211.137.64.163

模塊獲得IP后，需通過其他方式來(lái)通知客戶端(PC或可以連接GPRS的移動(dòng)設(shè)備)，以短信或向一臺(tái)固定IP的PC機(jī)通知客戶端模塊獲得的IP，客戶端可以通過此IP連接遠(yuǎn)端的Web Server。