基于ESP8285嵌入式Web服務(wù)器軟件的研究與分析

楊 旭，李坤明

（云南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，昆明 650203）

目前巳經(jīng)有不少嵌入式服務(wù)器應(yīng)用于遠(yuǎn)程通信及工業(yè)控制中，不少IC和IT精英都投入到這一項技術(shù)研發(fā)中。在硬件方面，各微控制器芯片制造商都相繼推出了帶有以太網(wǎng)功能模塊控制芯片；在軟件方面，各大研究院校也推出了適用于嵌入式設(shè)備的精簡型可裁剪的TCP/IP協(xié)議棧。ESP8285芯片，因其硬件資源占用少，正逐漸引起嵌入式市場的關(guān)注，可見實現(xiàn)低成本而且具有完善功能的嵌入式Web服務(wù)器將會有很大的研究價值及市場前景。

1 嵌入式Web服務(wù)器研究現(xiàn)狀

目前，人們使用的以及正在研發(fā)當(dāng)中的嵌入式Web服務(wù)器主要有兩種類型。一類是功能齊全、資源豐富型的嵌入式Web服務(wù)器，使用這類可用于生產(chǎn)控制的嵌入式設(shè)備，可對生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，這類設(shè)備對硬件的RAM、ROM內(nèi)存和處理速度有著較高的要求。Boa服務(wù)器就是典型代表，它需運行在linux下，OS為它提供TCP/IP協(xié)議。另一類是功能專一、資源受限型的Web嵌入式服務(wù)器，這類服務(wù)器只需處理單一或者有限個用戶請求，因此，它對硬件的內(nèi)存和CPU的要求較低。目前，第2類這種備受工程開發(fā)人員青睞的嵌入式開發(fā)芯片有瑞昱RTL8710，可作為從機搭載于其他主機MCU運行；有高通的MT7681，它將Wi-Fi的SoC（片上系統(tǒng)）高度集成到了單芯片上，支持IEEE802.11b/g/n單數(shù)據(jù)流；新岸線NL6621，整合了基帶、射頻與運算處理三合一；Marvell的MW300，集成MCU、RF收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)/無線協(xié)議棧；樂鑫的ESP8285，集成了32位MCU、Wi-Fi的SoC、基帶、TCP/IP協(xié)議于單顆芯片上。

2 ESP8285嵌入式開發(fā)的研究分析

基于ESP8285嵌入式Web系統(tǒng)可將終端設(shè)備所采集的各種數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)快速傳遞給上位機，控制終端用戶可以隨時訪問Web服務(wù)器提供的最新網(wǎng)頁，這種功能專一、資源受限型的嵌入式Web服務(wù)器，首先要實現(xiàn)這類設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分，但常規(guī)的TCP/IP協(xié)議棧需較高運算速度，較大存儲空間，這需要對ESP8285的網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行開發(fā)。通常對于Windows或Unix等可以根據(jù)系統(tǒng)需要隨時分配隨時撤銷，并在各層之間進(jìn)行通信時進(jìn)行上下文切換，而對于ESP8285有限的數(shù)據(jù)存儲空間，則需要根據(jù)實際收發(fā)的數(shù)據(jù)來分配數(shù)據(jù)空間。另外標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議找包含網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層的一系列協(xié)議，并且層與層之間的數(shù)據(jù)交互還會引起上下文切換。ESP8285嵌入式系統(tǒng)設(shè)計要針對其開發(fā)其內(nèi)部固有資源及其外部人機交互通信接口的目標(biāo)應(yīng)用，對裁剪后的TCP/IP協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)，只保留用戶所要用到的一系列相關(guān)協(xié)議，并且盡量的減少上下文的切換，避免占用更多的內(nèi)存，才能實現(xiàn)在片上通過計時器、中斷等方法偵聽瀏覽器連接情況、發(fā)送數(shù)據(jù)狀況，并將請求的數(shù)據(jù)依據(jù)HTTP協(xié)議規(guī)范解析數(shù)據(jù)，然后處理，最終將處理結(jié)果以html數(shù)據(jù)發(fā)回給瀏覽器的Web服務(wù)器功能。

3 嵌入式Web服務(wù)器發(fā)展的兩種趨勢

1.嵌入式技術(shù)與Web技術(shù)相結(jié)合，已成為目前嵌入式系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向，利用源代碼開放的uClinux為平臺，實現(xiàn)以ARM為核心的嵌入式Web服務(wù)器是目前用于生產(chǎn)控制、生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控等復(fù)雜行為的嵌入式應(yīng)用方式。

2.基于ESP8285的嵌入式Web程序開發(fā)，可以向任何接入它所在網(wǎng)絡(luò)的合法用戶提供基于瀏覽器方式的控制界面，它適用于資源受限型、處理單一或者有限個用戶請求等方向，其搭載了SoC系統(tǒng)又兼顧簡單的開發(fā)環(huán)境和及其低廉的開發(fā)門檻，將成為嵌入式系統(tǒng)研發(fā)重要選擇。

4 結(jié)束語

嵌入式系統(tǒng)在我們的生活中作用廣泛，比如智能電視機、智能機頂盒、智能開關(guān)、影音系統(tǒng)、電動窗簾等都是嵌入式系統(tǒng)操作實現(xiàn)的，它是軟硬件的完美結(jié)合，目前國內(nèi)對于基于ESP8285嵌入式Web的研究正逐步引起技術(shù)人員的重視，該技術(shù)的深入研究將改變由OS獨占該領(lǐng)域的現(xiàn)狀，隨著類似ESP8285這樣更多集成網(wǎng)絡(luò)功能為一體化芯片模塊的發(fā)展，將從根本意義上降低物聯(lián)網(wǎng)在監(jiān)控領(lǐng)域運行維護(hù)的成本，提高監(jiān)控運行維護(hù)的效率，必將有助于推動嵌入式設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的的廣泛應(yīng)用。