以微控制器為核心之泛用型嵌入式網際網路伺服器系統規劃與實作

Design and Implementation of a Microcontroller-Based General-Purpose Embedded Web Server

黃文聰(Wen-Tsung Huang)

指導教授 ： 吳昌暉

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2003年)

摘要

在低傳輸量、高安全性、無傳遞失誤的前提下，本研究以單一微控制器搭配網路控制晶片結構，直接連結網際網路環境，上傳命令指令，下載系統動態資訊，作資訊雙向傳遞，並同時執行系統既定任務的微控制器網際網路伺服器。成功的在資訊收集、即時診療及遠端監控三種不同模式與層次的應用實作，驗證以微控制器網際網路伺服器為核心之泛用型嵌入式系統面對不同運作模式，在系統軟硬體結構不需變動下，皆能應付。其韌體技術，本系統提供一函式化的網際網路通訊協定，讓系統開發者不需瞭解HTTP/TCP/IP通訊技術下，建構微控制器於HTTP通訊協定窗口，直接連結網際網路環境，減少對個人電腦的依靠，同時降低系統開發者對於嵌入式系統新增網際網路通訊的門檻與難度。此外，藉由軟體應用程式學習範例及配合系統開發流程，讓系統開發者快速掌握微控制網際網路伺服軟體結構，縮短系統開發時程。網路安全機制方面，本韌體系統內建一套使用者帳號管理系統，以設定使用者的的系統控制權限，並可透過網際網路通道遠端即時變更。在命令指令傳遞過程，本系統韌體系統內建一命令字串解碼函式，轉譯已編碼之命令字串，提高命令字串傳遞安全性。
論文最後針對不同網路連結方式及實體IP位址不足等問題提出解決方案，以擴大微控制器為核心之網際網路嵌入式伺服器的應用。

關鍵字

單晶片 ； 微控制器 ； 泛用型 ； 嵌入式 ； 網際網路伺服器 ； 即時診療 ； 遠端監控 ； HTTP/TCP/IP

並列摘要

On conditions of low-transmission, high-security and no-transmission loss, the research was based on a microcontroller with a network interface to link Internet. It’s a full duplex to transmit commands and dynamic data and then ran the application on system. There were three modes of the device, which could collect the data or log, diagnose on system and monitor and control system remotely. Under these modes, the general-purpose embedded web server depended on the same structure of firmware. In firmware stakes, it comprised a function to link Internet without programming Internet protocols. The device provided HTTP socket when a system programmer called the function. Besides, it decreased the number of computers being used and reduced difficulty for system programmers. By the standard processes and examples, programmers developed the embedded web servers easily and quickly. Taking the network security into account, there was a user management system built in the firmware to limit the right of user. Through Internet, the web administrator would manage immediately. In order to preserve packets intercepted, the firmware included an interpreter translating the command from clients.
To extend the application of embedded web servers, the research contributed solutions to face different network structures and solved the insufficiency of IP address.

並列關鍵字

chip ； microcontroller ； general-purpose ； embedded ； Web server ； diagnostic ； remote ； HTTP/TCP/IP

參考文獻

[4] R. Fielding et al., “Hypertext Transfer Protocol”, RFC 2068, p.9, ,

[5] R. Fielding et al., “Hypertext Transfer Protocol”, RFC 2068, p.7, ,

January 1997

[10] Shear, D., “Putting an Embedded System on the Internet”, EDN, Sep.

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