近年來(lái)，Internet已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分。隨著被廣泛應(yīng)用的全球信息網(wǎng)(Wide World Web)的發(fā)展和Web瀏覽器，在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)使用HTTP協(xié)議和HTML標(biāo)準(zhǔn)嵌入WWW服務(wù)功能，使應(yīng)用系統(tǒng)與Web連接起來(lái)，這樣任何一個(gè)有標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器的客戶(hù)都可以通過(guò)Web瀏覽器直接訪(fǎng)問(wèn)該應(yīng)用系統(tǒng)，而無(wú)需安裝專(zhuān)門(mén)的客戶(hù)端軟件，這給客戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)帶來(lái)方便。

這里設(shè)計(jì)的通信線(xiàn)路實(shí)時(shí)狀態(tài)信息監(jiān)視系統(tǒng)主要是對(duì)多路通信線(xiàn)路的收電平、發(fā)電平及誤碼率指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)測(cè)試結(jié)果送到相應(yīng)的各級(jí)客戶(hù);各級(jí)客戶(hù)通過(guò)Web瀏覽器選擇所關(guān)心的線(xiàn)路及各類(lèi)參數(shù)，并依據(jù)權(quán)限對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、信息表現(xiàn)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)三部分構(gòu)成。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由收電平測(cè)量板、發(fā)電平測(cè)量板和誤碼測(cè)量板三個(gè)部分組成。在信息處理器的控制下，測(cè)量板對(duì)各路通信線(xiàn)路的各方面指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量之后，送到信息處理器進(jìn)行處理。

信息表現(xiàn)子系統(tǒng)主要由本地監(jiān)視、控制平臺(tái)和內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。本地客戶(hù)通過(guò)本地監(jiān)視來(lái)控制平臺(tái)監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的通信線(xiàn)路實(shí)時(shí)狀態(tài)信息和系統(tǒng)的工作狀態(tài)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)的權(quán)限，根據(jù)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置和維護(hù);網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)則根據(jù)自己所擁有的權(quán)限通過(guò)Web瀏覽器監(jiān)視應(yīng)用系統(tǒng)中通信線(xiàn)路的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，向系統(tǒng)發(fā)送遠(yuǎn)程控制命令。

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)是信息處理的核心，它主要由信息處理器、多串口卡和網(wǎng)絡(luò)卡等組成。一方面控制著數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)各采集板的數(shù)據(jù)采集，接收并處理采集板發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)和主頁(yè)模板生成公共數(shù)據(jù)主頁(yè);另一方面也響應(yīng)本地客戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)的請(qǐng)求，根據(jù)客戶(hù)的請(qǐng)求進(jìn)行相應(yīng)的處理、顯示和控制。

1.2 嵌入WWW服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)

在應(yīng)用系統(tǒng)中嵌入WWW服務(wù)功能需要完成動(dòng)態(tài)主頁(yè)的實(shí)時(shí)生成和埂偵聽(tīng)?wèi)?yīng)答客戶(hù)請(qǐng)求這兩個(gè)方面的工作即可，其具體實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示。

1.2.1 動(dòng)態(tài)主頁(yè)生成過(guò)程

動(dòng)態(tài)主頁(yè)生成的具體過(guò)程如下：

(1)主頁(yè)模板的生成。

根據(jù)客戶(hù)顯示的需求，采用HTML標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建在Web瀏覽器上可以瀏覽的主頁(yè)模板。對(duì)于主頁(yè)模板中需要實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)和根據(jù)客戶(hù)需求可能會(huì)改變的數(shù)據(jù)，采用相應(yīng)的變量代替。

(2)公共數(shù)據(jù)主頁(yè)的生成。

應(yīng)用系統(tǒng)啟動(dòng)后，將事先生成的主頁(yè)模板加載到內(nèi)存中，根據(jù)系統(tǒng)的配置，對(duì)部分公共變量用實(shí)際的內(nèi)容(如各路通信線(xiàn)路的名稱(chēng)等)進(jìn)行替換，生成公共數(shù)據(jù)主頁(yè)。

(3)更新數(shù)據(jù)的生成。

系統(tǒng)通過(guò)各類(lèi)數(shù)據(jù)采集板采集各路通信線(xiàn)路中實(shí)時(shí)變化的接收電壓、發(fā)送電壓和誤碼等數(shù)據(jù)，并將這些采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送到數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行處理，生成客戶(hù)需要的收電平、發(fā)電平和誤碼率等實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)。

(4)公共數(shù)據(jù)主頁(yè)的實(shí)時(shí)更新。

數(shù)據(jù)處理器生成實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)后，將公共數(shù)據(jù)主頁(yè)中該數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)項(xiàng)進(jìn)行更新替換，實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)主頁(yè)的實(shí)時(shí)更新。

(5)客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)的生成。

當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)收到客戶(hù)請(qǐng)求的消息后，根據(jù)客戶(hù)的權(quán)限和需求對(duì)公共數(shù)據(jù)主頁(yè)中需要保密、限制的內(nèi)容以及客戶(hù)主頁(yè)的刷新頻率進(jìn)行更新處理，為各級(jí)別的客戶(hù)生成各自的客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)。數(shù)據(jù)處理后對(duì)于不同客戶(hù)的同一請(qǐng)求，發(fā)送的客戶(hù)主頁(yè)信息就可能不同。

1.2.2 應(yīng)答客戶(hù)請(qǐng)求過(guò)程

應(yīng)答客戶(hù)請(qǐng)求的具體過(guò)程有如下七個(gè)步驟：

(1)偵聽(tīng)客戶(hù)請(qǐng)求。

應(yīng)用系統(tǒng)啟動(dòng)后首先初始化網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，并在80端口打開(kāi)一個(gè)被動(dòng)的TCP連接，等待接受客戶(hù)的連接。

(2)創(chuàng)建客戶(hù)請(qǐng)求處理線(xiàn)程。

在收到客戶(hù)連接后，應(yīng)用系統(tǒng)為該客戶(hù)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程，用來(lái)解析、處理、應(yīng)答客戶(hù)的請(qǐng)求。

(3)解析客戶(hù)請(qǐng)求。

應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)請(qǐng)求消息的格式解讀請(qǐng)求消息，如果客戶(hù)所請(qǐng)求的動(dòng)作不能實(shí)施或者URI無(wú)效，返回一個(gè)錯(cuò)誤狀態(tài)并關(guān)閉該連接，否則對(duì)客戶(hù)進(jìn)行安全控制。

(4)完全控制。

根據(jù)客戶(hù)的IP地址或者登錄信息，判別客戶(hù)的權(quán)限。如果客戶(hù)不具備所請(qǐng)求動(dòng)作的權(quán)限則返回權(quán)限足信息開(kāi)關(guān)閉該連接，否則對(duì)客戶(hù)請(qǐng)求進(jìn)行處理，同時(shí)記錄請(qǐng)求內(nèi)容、時(shí)間等信息。

(5)處理客戶(hù)請(qǐng)求。

根據(jù)客戶(hù)的權(quán)限和請(qǐng)求，對(duì)構(gòu)建于內(nèi)存中的公共數(shù)據(jù)主頁(yè)信息進(jìn)行進(jìn)一步處理，生成客戶(hù)所需要的客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)。

(6)應(yīng)答客戶(hù)請(qǐng)求。

對(duì)于客戶(hù)的請(qǐng)求為Get方式時(shí)，打開(kāi)該URI所指定的被程序構(gòu)成建于內(nèi)存之口客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)，在發(fā)送以前，應(yīng)用系統(tǒng)為客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)建立一個(gè)適當(dāng)?shù)念}頭區(qū)，其后放一個(gè)空白行，然后將該題頭區(qū)發(fā)送出去，最后發(fā)出客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)。對(duì)于客戶(hù)的請(qǐng)求為Post方式時(shí)，根據(jù)解析后的信息對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置和操作，實(shí)現(xiàn)客戶(hù)的遠(yuǎn)程控制。

(7)關(guān)閉客戶(hù)連接，退出線(xiàn)制。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 處理客戶(hù)請(qǐng)求

2.1.1 客戶(hù)請(qǐng)求

當(dāng)客戶(hù)通過(guò)Web瀏覽器向應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，需要指定一個(gè)全球資源定位器(URL)。URL是某個(gè)特定資源的Web名，用于定位Internet上面的資源，一個(gè)URL的基本格式為：

協(xié)議：//主機(jī)名[：端口]/路徑

Web瀏覽器分析該URL，提取協(xié)議(這里是HTTP)、主機(jī)名以及全球資源路徑(URI)，并使用提取的協(xié)議向具有該主機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)發(fā)起連接。當(dāng)連接建立后，Web瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求消息，該消息包括一些可選配的題頭，用于標(biāo)識(shí)該客戶(hù)和列出可接受的資源類(lèi)型。應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)送響應(yīng)消息，該消息有一個(gè)狀態(tài)行，后隨一個(gè)或多個(gè)題頭，然后是所請(qǐng)求的資源。

2.1.2 解析客戶(hù)請(qǐng)求

對(duì)客戶(hù)請(qǐng)求的解析主要是應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)HTTP消息的格式，從請(qǐng)求消息中提取客戶(hù)請(qǐng)求的內(nèi)容，并發(fā)送響應(yīng)消息。HTTP消息是客戶(hù)發(fā)給應(yīng)用系統(tǒng)的請(qǐng)求或者由應(yīng)用系統(tǒng)傳給客戶(hù)的應(yīng)答，消息格式為：

Start-line(開(kāi)始行)

Message-headers(消息題頭)

CR LF(換行回車(chē)符，即空一行)

Message-body(消息正文)

請(qǐng)求包括開(kāi)始行，題頭和正文三部分。開(kāi)始行一定要有，題頭和正文可有可無(wú)。在客戶(hù)傳給應(yīng)用系統(tǒng)的請(qǐng)求中，開(kāi)始行就是請(qǐng)求行;在應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)答中，則是狀態(tài)行。

請(qǐng)求行僅有一行文本，包括三個(gè)區(qū)，以CR LF結(jié)束，格式如下：

Method 請(qǐng)求的URI HTTP版本

同上：

HTTP版本 狀態(tài)碼 原因說(shuō)明文字

2.2 安全控制

應(yīng)用系統(tǒng)中增強(qiáng)客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)安全性的方法主要采用密碼保護(hù)、身份限制、數(shù)據(jù)加密等。

2.2.1 密碼保護(hù)

當(dāng)客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)應(yīng)用系統(tǒng)中需要安全保護(hù)的數(shù)據(jù)主頁(yè)，或者遠(yuǎn)程進(jìn)行可能對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)造成危害和控制操作時(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)就會(huì)要求客戶(hù)進(jìn)行登錄。經(jīng)過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)確認(rèn)后，才會(huì)應(yīng)答客戶(hù)的請(qǐng)求。

2.2.2 身份限制

當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)接收到客戶(hù)發(fā)送來(lái)的請(qǐng)求后，將對(duì)客戶(hù)IP進(jìn)行過(guò)濾處理，判斷合法IP地址的客戶(hù)權(quán)限;根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置，為每個(gè)客戶(hù)生成并發(fā)送相應(yīng)權(quán)限的客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)，同時(shí)根據(jù)客戶(hù)的遠(yuǎn)程控制權(quán)限響應(yīng)客戶(hù)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的控制，向客戶(hù)發(fā)送控制后的結(jié)果信息。

2.3 動(dòng)態(tài)控制數(shù)據(jù)發(fā)送

客戶(hù)想要實(shí)時(shí)檢測(cè)到這些實(shí)時(shí)采集的、不斷變化的的數(shù)據(jù)，就要不間斷地向應(yīng)用系統(tǒng)及送頁(yè)而刷新請(qǐng)求，應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)客戶(hù)請(qǐng)求也不斷地向客戶(hù)實(shí)時(shí)發(fā)送最新的客戶(hù)數(shù)據(jù)網(wǎng)頁(yè)。當(dāng)客戶(hù)數(shù)量達(dá)到一定程度，就可能導(dǎo)致客戶(hù)數(shù)據(jù)網(wǎng)頁(yè)發(fā)送時(shí)間減慢，甚至引起系統(tǒng)崩潰。

一種叫動(dòng)態(tài)控制客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)的發(fā)送方法解決了這一難題。它是根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)客戶(hù)請(qǐng)求的數(shù)量，來(lái)改變客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)的刷新頻率。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)客戶(hù)請(qǐng)求的數(shù)量大于某一門(mén)限值時(shí)，就降低客戶(hù)數(shù)據(jù)主頁(yè)刷新頻率;反之，則相反。

假定單位時(shí)間內(nèi)允許客戶(hù)請(qǐng)求為N，實(shí)時(shí)性要求較高客戶(hù)數(shù)量為n1，刷新頻率為f1，其它客戶(hù)數(shù)量為n2，刷新頻率為f2，則：

隨著Internet的不斷發(fā)展，在應(yīng)用系統(tǒng)中嵌入WWW服務(wù)功能具有廣闊的應(yīng)用空間。不僅在應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能方面得到了增強(qiáng)，客戶(hù)只要通過(guò)Web瀏覽器就能直接對(duì)信息進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。而且可以廣泛應(yīng)用于家用電器、設(shè)備儀器之中，在它們的處理系統(tǒng)中嵌入WWW服務(wù)功能，通過(guò)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)等數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，利用Web瀏覽器遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制這些家用電器和儀器設(shè)備的狀態(tài)。