深入研究嵌入式web服務器的監(jiān)控應用

　　1 引言

　　隨著微處理器技術、計算機網絡技術的進步，基于嵌入式WEB的網絡數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸得到了人們的廣泛關注。把圖像采集、視頻壓縮和WEB功能集中到一個體積很小的設備內，可以直接連入局域網和Internet，達到即插即用，省掉多種復雜的電纜，安裝方便，用戶也無須安裝任何硬件設備即可觀看，這使得由嵌入式網絡視頻監(jiān)控服務器組成的監(jiān)控網絡組網和擴展都極為靈活方便。

　　2 WEB服務器所在系統(tǒng)工作原理

　　如圖1所示，系統(tǒng)有兩種網絡接入方式：通過PPPOE自動撥號，動態(tài)獲取IP聯入Internet；自定義靜態(tài)IP連入局域網。
　　

　　之后，系統(tǒng)的整個工作流程包括兩條主線：

　　1.通過HTTP/TCP/IP方式，解析來自監(jiān)控端的網頁請求，包括：攝像機控制（云臺上下左右、鏡頭光圈、縮放等等），數據庫讀寫（視頻參數如分辨率、亮色度、碼流，畫質），視頻調度與傳輸（多個用戶之間視頻數據的發(fā)送停止及其相互協調,系統(tǒng)參數也放在這里）。

　　2.通過RTP/UDP/IP方式，為監(jiān)控端提供所需的實時視頻信息。RTP/UDP/IP的方式兼顧了視頻傳輸的實時性與QoS保證。

　　3 WEB服務器的選擇

　　根據工作原理的描述，WEB服務器處于整個系統(tǒng)核心的位置，需要解決的幾個難點包括：

　　1.安全性。只有授權登陸用戶才能進行系統(tǒng)配置（網絡參數、視頻

　　特性等等）。普通用戶只能簡單監(jiān)控。

　　2.流量控制。視頻數據連續(xù)且大量，服務器應該具備一定的協調各路監(jiān)控數據的能力。

　　3.實時性。對于監(jiān)控端的web請求指令響應速度，特別是在高負荷的情況下。

　　4.性能。在多路監(jiān)控請求同時存在的情況下，系統(tǒng)的響應速度。

　　5.支持串口命令。云臺控制指令需要串口支持。

　　6.數據庫交互。包括用戶數據庫，系統(tǒng)配置參數等等，都需要實現脫機保存。

　　uCLinux下，主要有3個WebServer：Httpd、Thttpd和BOA。Httpd是最簡單的一個WebServer，它的功能最弱，不支持認證，不支持CGI（CommonGatewayInterface，通用網關接口）。Thttpd和BOA都支持認證、CGI等，功能都比較全。BOA源代碼開放、性能可靠、穩(wěn)定性好，但是是一個單任務的Web服務器。所以，我們選擇簡單、小巧、易移植、快速和安全的Thttpd。

　　Thttpd在默認的狀況下，僅運行于普通用戶模式下，從而能夠有效地杜絕非授權的系統(tǒng)資源和數據的訪問，同時Thttpd全面支持HTTP基本驗證(RFC2617)，可有效解決安全性的問題。

　　另外，Thttpd對于并發(fā)請求不使用fork()來派生子進程處理，而是采用多路復用(Multiplex)技術來實現，因此效能很高，可以有效提高系統(tǒng)的性能。

　　最后，Thttpd基于URL的文件流量限制，對于連續(xù)的視頻流量控制而言是非常方便的，象Apache就必須使用插件實現，效率較Thttpd低。在Thttpd的官方網站上有一個與其他webserver的對比圖Benchmark。

　　綜上所述，Thttpd在安全性、性能、流量控制等方面有效的滿足系統(tǒng)需要，當然，實時性也得到很好的保證。下面，結合源碼，首先實現Thttpd的基本功能，然后將視頻數據轉發(fā)、安全性、支持串口命令、數據庫交互的實現完善起來。