嵌入式Web技术在无纸记录仪中的应用

向明

摘要：本文分别介绍了嵌入式Web系统及其技术，无纸记录仪的嵌入式Web系统的设计，分别讨论和研究了FAT-Server方式和LEAN-Server方式的Web服务器，并且分析了网络无纸记录仪服务器端模块的设计，探讨了嵌入式Web技术在无纸记录仪中的应用，希望能够给相关工作人员以启示。

关键词：嵌入式Web技术；无纸记录仪；应用

中圖分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）08-0205-02

随着社会经济的发展，信息技术的时代的到来，社会的发展和人们的生活都离不开信息技术的影响。同时，信息技术也随着经济的飞速发展而快速更新换代，其中，信息技术与仪表系统的结合开始逐渐增多，比如由此衍生出的嵌入式Web技术开始广泛的运用于各个领域和学科。这种技术优势明显，本文将对这种技术在无纸记录仪中的应用进行分析和研究。

1嵌入式web系统简介

1.1嵌入式系统

随着信息技术的进步和更新，各个机构部门之间的信息传递变得十分重要。在工业的生产活动中，各个生产环节中所涉及的设备和车间等，这些单元之间都存在一定的信息传递。如果想要将这样的趋势继续放大和进一步利用，就需要对实际生产活动中的设备等系统进行优化和改进，以便更加能适应当下的信息技术。在这样的发展趋势下，许多相关的系统和设备都得到了直接或间接的一定程度的提高，尤其是嵌入式相关系统，不仅仅得到了自身系统的完善和提升，还得以加强了其在工业领域中的应用，能够更加广泛地应用于更多的场所和平台，发挥其重要的作用。

嵌入式系统的中心是应用，系统的基础是计算机技术，它能够应用于不同的功能，适用性很强，可塑性很好。嵌入式系统的结构比较灵活和稳定，相比Pc机来说更加明显，而嵌入式系统的经营效率也能够在其更多的应用中得到提高。此外，由于目前能够将微处理器转化为嵌人式的方式，这就使得在一些狭小的工作区域也能够完成工作，这是嵌人式系统向前发展的很重要的一步。

嵌入式系统的处理器是其硬件中最重要的部分之一，包括嵌入式微控制器，嵌入式DSP处理器，嵌入式微处理器和嵌入式片上系统。而其软件系统中，主要分为两大类，分别为实时系统和分时系统，其中实时系统分为硬实时系统和软实时系统。此外，嵌入式系统也具有其独特的特点。

第一，应用的特定性强。嵌入式系统的应用通常方向性和目的性很强，往往需要针对不同的应用需要，进行有针对性的系统的改装和移植。嵌入式系统往往需要和程序的编译等进行配对和联合，系统中软件系统和硬件紧密结合，但常常需要对硬件进行改动。

第二，系统精简。不同于往常意义上的系统，嵌人式系统的设计和应用并不复杂，这就使得整个系统精致简单，同时非常有助于降低系统的成本。

第三，高实时性。对于嵌入的软件，一般都要求其具备良好的运行速度，并且需要固态存储，编程的代码需要保证质量，具备一定的实时性。

第四，固体存储。一般来说，嵌入式系统的软件都是固体存储，因为这样才能够保证整体运行的可靠性，提高其执行速度，一般来说，这些软件所固化的载体一般是存储器芯片，或者将嵌入式软件固化在单片机中。

第五，相关软件的开发需要规范化。为了保证软件开发的质量，确保最终的嵌入式系统运行的可靠性和实时性，需要对软件的开发过程进行严格的标准化操作，这样能够高效率的保障最终系统的质量，并且能够节省系统和软件开发的成本和精力。

第六，嵌入式系统开发和修改的安全陛。嵌入式相关系统在设计前后，使用者都无法对其进行独立开发和修改，只有在一定的开发环境，并且配置一定的开发工具后，才能够完成开发或者修改的工作。在开发和修改的过程中，一般分为两部分，分别为主机和目标机，其中前者主要用于开发程序，后者则是执行机，在整个过程中，需要对两个部分交替开发。

1.2Web技术简介

万维网被Internet广泛使用，其主要原因在于使用者能够对图像和视频等进行浏览，所采取的形式是超文本，这就能够使得超文本得到充分的运用，而在对页面进行浏览时，其中具备的信息服务功能又能够使得访问过程更加顺畅和便捷，深受使用者的喜爱。

Web技术的应用范围广泛，所涉及的领域很多，例如Web技术包括有服务器端动态Web技术，客户端脚本技术，静态页面设计语言HTML（CSS）和可用于数据保存和传输的可扩展标记语言XML等。Web技术的运用日益广泛，其优势就在于能够在访问远程数据的同时，还能够保持低成本和便捷的方式，它的应用不会增加系统的成本，反而能够带来很大的益处，这在很大程度上推动了Web技术在多个领域的运用，同时也推动了其自身的发展和更新。下面以服务器端Web技术为例对其进行简单的介绍。

CGI指的是通用网关接口，是最初所采用的服务器扩展方式，很多都是用脚本语言编写出来的，其具备自身的优势，就是这种语言很灵活，可移植，所以能够达到Web服务器的扩展要求，因此，CGI在Web开发初期时，应用十分广泛。但是，它本身具备的缺陷也决定了其不能承担更加复杂的工程和工作，即在CGI运行中，每当出现一个CGI请求时，都需要重新启动一个进程，当所发出的请求增加时，就会大大降低其运行的速度和效率，这样的特点在很大程度上制约着它的应用和发展，使其不能承担起较大的工作量，即CGI并不适用于大流量的Web站点。此外，当一个请求被完成后，该进程将被取消，相关的信息也会被取消。

ASP指的是Microsoft Active ServerPages，是一种软件开发的脚本环境。在ASP环境下，可以将HTML网页、ASP指令和ActiveX组件相结合，取其各自的优点和长处，做出相应的应用程序。同时，在ASP的环境下，能够确保程序在服务器端执行，这就能够保证工作人员所编写的程序和代码能够顺利运行，不用担心客户的浏览器是否符合运行环境，此外，在编程中的脚本程序也能够得到顺利的执行，所以ASP在运行代码和脚本程序上有很大的优势。同时，当编辑的程序运行完后，只将运行之后的结果传输给客户端，这样能够大大提升数据传输的效率，在多个环节上都节省了传输的负担，也能够更多地给予客户方便。

ASP是一种运行的环境，扩展名是.Asp，存在形式是纯文本，能够使用文本编辑器打开，在ASP中，有纯文本和HTML标记等。如果需要运行ASP程序，可以将其放在Web服务器的虚拟目录中。其中，脚本语言编写成为脚本命令，而一系列的脚本命令共同组成一个脚本。其中脚本语言并不复杂，也不像编程语言十分严谨，它是一种较为特殊的语言。ASP能够支持多种脚本语言运行，这大大增加了其运用的范围，扩大了其应用的领域。ASP对于Web设计者来说十分方便，为其工作降低了很多难度，使得编程工作能够有更大的发挥余地，就算是使用的脚本语言有多种，也不会出现什么问题，因为程序的运行时在服务器端，不会涉及到自身以及客户端的浏览器状况，最终传输过去的只是运行的结果，对接收方的浏览器并无特殊的要求，这对于程序开发人员来说，无疑是一大喜讯，也使得相关的程序编写工作能够拥有更大的施展空间。

嵌入式Web技术相较于以往意义上的Web系统来说，其信息的来源主要是数据库服务器，并且能够将文件系统、数据库系统以及web服务器有机的整合在一起，并以这种方式进行应用，所应用的计算机性能要求较高。在系统运行时，发布目标信息时，需要将Web作为中心，接受浏览器发出的请求。在完成这样的操作之后，再浏览不同的页面，同时共享给Web浏览器，这样就能够实现信息的网络传递。此外，针对数据库系统来说，并不需要在实时性上有很高的要求，只需要完成基本的检索和查询功能即可。

目前，随着社会经济的发展，工业的发展也开始和信息技术相结合，其中在生产的过程中，需要结合嵌入式Web技术，最终实现生产效率和管理效率的增加和提升。相关部门希望将Web技术与远程操作和控制相结合，以便简化工作，使得监控和操作工作不需要亲临现场，远程也能将工作完成，这对于监管生产设备和机械的正常运行和储存等有很大的帮助，同时还能够很大程度上节省人力物力，降低产业运行的成本。在此基础上，人们发现如果将无纸记录仪应用于嵌入式Web技术中，将二者相互结合，共同运用于工业生产中，将对其发展产生很有利的影响。

2无纸记录仪的嵌入式Web系统的设计

如果将客户/服务器模式应用于嵌入式系统设计中，应该安装专属的客户端软件，但是也有其不足，在安装软件时，需要在客户端进行安装，十分不便。如果将浏览器/服务器模式应用于嵌入式系统设计中，则不需要在客户端进行软件的专门安装，只需要安装好浏览器，然后通过服务器和浏览器就能夠完成服务工作，省去了前者的应用中出现的不便，相比之下比较快捷方便。在嵌入式Web服务器中，存在两种方式，分别是FAT-Server方式和LEAN--Server方式。

2.1FAT-Server方式的Web服务器

在FAT-Server方式的Web服务器运行中，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，即动态的形式。使用者在获取这些超文本文件时，则需要进行比较繁杂的流程，还会涉及HTTP服务器。此外，HTML文档在程序的运行过程中，是静态的方式存在，没有交互性，产生的变化不会被收录到文本文件中。CGl技术的应用主要是能够帮助网页以动态的形式存在。在整个运行过程中，实时性很好，信息服务器进行连接，保证信息输入能够在运行过程中完成，保证其动态的形式。这种方式在嵌人式系统中的应用，相对来说需要较多的流程，步骤繁琐，应用不够成熟，目前大多还是只将其应用于简单的信息交互中，并不能胜任复杂数据和命令的传输和执行工作。

2.2LEAN-Server方式的Web服务器

LEAN-Server方式的Web服务器核心在于JAVA技术。目前，嵌入式Web技术的系统运用中，由于需要处理的数据量越来越大，数据情况越来越复杂，整个系统需要处理的情况也越来越棘手，这就需要针对这样的情况，给出针对性的对策。但是，目前嵌人式Web技术存在的最大的缺点就是资源局限性，这将大大制约其在各个领域中的运用程度和范围。如果使用上述的FAT-Server模式，将很难应对这样的情况，反而会在这样的趋势和浪潮下被淘汰掉，基于此，出现的LEAN-Server模式为人们提供了一种新的思维方式，能够针对这个问题给出一定程度的解决方案。

在LEAN-Server模式运行中，客户在进行访问的时候，应用到的是B/S，即最终从搜索到的文件系统中，访问到所需要的静态网页，JavaApplet小程序的嵌入有其独特的作用，能够维持网页的一些功能，同时能够进行数据的传输。JAVA小程序能够保证与服务器之间通信畅通，前提是需要启动服务器的监听程序，才能保证能够实时的进行信息的传输，将HTML文件下载后解释，客户也就能接受到信息，进而完成相关的工作。由于创建了套接字，上述的JAVA小程序就能够承担起服务器中更多的任务，减轻其运行的负荷，最终达到传输和处理复杂和大量的数据的目的，形成LEAN-Server模式。

3网络无纸记录仪服务器端模块的设计

在对网络无纸记录仪服务器端模块进行设计的时候，其最终的目标是希望能够满足五个功能。第一，接受使用者的请求，开辟出新的Socket；第二，接受组态包；第三，能够做到连接断开；第四，能够保证及时的更新组态，同时能够将完成实时信息发送；第五，实现无纸记录仪和服务器之间的信息传输。在应用于工业领域中时，需要其能够做到对防火墙穿越。在这样的要求下，在处理数据时，主要采取的端口则为80端口，但是这个方式存在其特殊的要求，对系统要求有复用性。因此，在该途径下，运行过程中需要加人整合的流程。在运行过程中，还需要针对其中存在的资源有限的特点进行一定程度的改进和适应，即需要限制访问者的数量上限。此外，不仅需要实现上述功能，还需要将HTTP进行绑定。

在网络无纸记录仪服务器端模块的设计过程中，应该充分考虑到发挥其实时消息发布的性能，以及协议转换功能的体现。根据实时消息发布的方式和途径不同，所涉及的设计方案可以分为两种方式。第一，由TCP完成发布。TCP协议能够充分保障数据传输的可靠性和连接性，所以其具备这两方面的优势。但是TCP在执行过程中较繁琐，不仅规定了窗口，还对确认机制设置了相应的规定。在TCP进行发布信息时，使用者在其基础上可以实现数据的报文段，同时，另一方则能够接收到信息，同时能够进行重新排列，这样一来，两端的流量控制都能够实现，此外，对两端进行校验，就能够完成强制性的计算，保证该途径的可靠性。第二，由UDP完成发布。相较于前者，这个发布途径有其构成简单，信息交流的连接和断开也非常直接的优势。UDP途径在实现信息发布时，需要相应的系统具备良好的可靠性，才能确保其能够顺利的实现该功能。同时，由于它具备结构简单的优势，在实际的沟通交流过程中，协议的连接和断开也相对十分直接。

总而言之，信息技术的大力发展，促进了其与多个领域的合作，跨领域的结合和运用大大开发了人们的创造力，同时提高了生产效率，节省了成本，也间接推动了相应技术的良好改进，以便更加适用于当前的生产活动。无纸记录仪的应用中加入了嵌入式的Web技术，不仅能够帮助工业生产活动更加自动化，机械化，生产效率提高，还能够促进记录仪的功能实现重要的改进和提升。但是，目前在其应用过程中，仍然存在着一些缺陷，有着一定的改进空间，这就需要相关研发人员进一步针对这些问题进行改进，使其能够更好的应用于生活生产实践中。