嵌入式Web服務(wù)器GoAhead在電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用

摘要：嵌入式Web服務(wù)器作為工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的控制管理核心具有重大的研究意義和應(yīng)用前景。簡(jiǎn)單介紹GoAhead嵌入式Web服務(wù)器的基本特點(diǎn)，接著講解了嵌入式Web配置管理功能在電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用的工作原理及設(shè)計(jì)方法。以工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)為實(shí)例，介紹了軟件系統(tǒng)功能，并詳細(xì)討論了軟件系統(tǒng)工作流程。針對(duì)電力系統(tǒng)中工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)交換功能參數(shù)的復(fù)雜性，提出了運(yùn)用GoAhead中Goform過(guò)程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜交換功能Web配置的方法。
關(guān)鍵詞：Web；嵌入式服務(wù)器；GoAhead；配置管理；Goform

    隨著數(shù)字化變電站技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)已經(jīng)成為輸電線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)字化變電站的核心設(shè)備，在配電自動(dòng)化環(huán)節(jié)也有應(yīng)用，如何對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控已成了迫切需要解決的問題。嵌入式Web服務(wù)器作為工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的控制管理核心，具有重大的研究意義和應(yīng)用前景，它為管理、控制和監(jiān)測(cè)設(shè)備提供了一個(gè)很好的途徑。常見的WebServer有：GoAhead，Boa，Lighttpd，Shttpd，Th ttpd，Mathopd，Minihttpd，Appweb。本軟件系統(tǒng)采用GoAhead作為工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器。

1 嵌入式Web服務(wù)器GoAhead
    GoAhead是專門針對(duì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的Web服務(wù)器，它是開源代碼，支持Linux，VXWORKS，Windows CE，ECOS等嵌入式操作系統(tǒng)。它支持ASP，嵌入式JavaScript，CGI以及靜態(tài)頁(yè)面HTML格式，具有免費(fèi)、體積小巧、支持多平臺(tái)、完全針對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入的JavaScript與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)頁(yè)支持的優(yōu)點(diǎn)。
    GoAhead提供了ASP過(guò)程和Goform過(guò)程。ASP過(guò)程用來(lái)生成顯示在頁(yè)面中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，而Goform過(guò)程則用來(lái)處理用戶輸入和修改設(shè)置，它們一起構(gòu)成了GoAhead的核心。Goform過(guò)程還可以用于制作Web頁(yè)面。

2 嵌入式Web配置管理功能在電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用的工作原理及功能設(shè)計(jì)
    嵌入式Web配置管理功能在電力系統(tǒng)通信中起到管理、控制和監(jiān)測(cè)的任務(wù)，其工作原理可分為遠(yuǎn)程客戶端、嵌入式Web服務(wù)器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，如圖1所示。

    工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的通信。嵌入式Web服務(wù)器負(fù)責(zé)讀取及修改交換機(jī)配置參數(shù)等信息，包括系統(tǒng)配置、端口配置、VL AN配置、冗余保護(hù)配置、QOS與帶寬管理、多播配置、安全性配置、告警與日志，設(shè)備診斷與工具的配置管理功能。遠(yuǎn)程客戶端可通過(guò)對(duì)嵌入式Web服務(wù)器發(fā)生命令實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理、控制、監(jiān)測(cè)等操作。
    基于Web的電力系統(tǒng)通信配置管理通過(guò)在嵌入式設(shè)備工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)中構(gòu)建Web Server，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問、參數(shù)配置及管理，簡(jiǎn)單直觀，用戶不需安裝特別的客戶端軟件，使用常規(guī)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即可。

3 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)
    嵌入式Web服務(wù)器的軟件主要由嵌入式操作系統(tǒng)Linux，GoAhead，Web Server和在此基礎(chǔ)上的應(yīng)用程序組成，如圖2所示。應(yīng)用程序包括系統(tǒng)配置模塊、交換功能模塊、告警與日志模塊、設(shè)備診斷與工具模塊。

    系統(tǒng)配置模塊供用戶通過(guò)Web頁(yè)面來(lái)修改交換機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、系統(tǒng)時(shí)間、系統(tǒng)標(biāo)識(shí)、時(shí)間同步服務(wù)器等。
    交換功能模塊供用戶通過(guò)Web頁(yè)面配置交換機(jī)的交換功能參數(shù)，如端口參數(shù)、Vlan參數(shù)、冗余保護(hù)配置、QoS配置、帶寬管理、MAC管理等。
    告警與日志模塊供用戶通過(guò)Web頁(yè)面配置交換機(jī)的告警參數(shù)，選擇需告警及記錄的事件，并將告警事件記錄與日志中供用戶下載。
    設(shè)備診斷與工具提供系統(tǒng)配置信息供用戶查看，并提供端口鏡像等設(shè)備診斷工具。[!--empirenews.page--]
3．1 應(yīng)用軟件工作流程
    嵌入式Web管理軟件系統(tǒng)采用GoAhead作為嵌入式Web服務(wù)器，客戶端界面大部分采用Dreamweaver制作。用戶使用時(shí)進(jìn)入某一功能頁(yè)面，Web管理軟件系統(tǒng)自動(dòng)為該頁(yè)面進(jìn)行初始化ASP過(guò)程，讀取系統(tǒng)該功能配置信息供用戶查看，用戶更改功能參數(shù)后，提交表單修改功能參數(shù)，Web管理軟件系統(tǒng)執(zhí)行Goform過(guò)程進(jìn)行參數(shù)配置。詳細(xì)工作流程如圖3所示。

    該軟件系統(tǒng)中大部分客戶端頁(yè)面采用Drearnweaver制作，在頁(yè)面代碼中指定onload初始化及form動(dòng)作與服務(wù)器端的調(diào)用函數(shù)，并采用Jav aScript語(yǔ)言對(duì)頁(yè)面參數(shù)進(jìn)行判斷。Dreamweaver作為一款圖形化設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)過(guò)程可視化，故便于修改及美化，但由于每個(gè)頁(yè)面均要制作一個(gè)ASP文件，占用較大空間，且ASP文件制作完成之后在應(yīng)用過(guò)程中不易根據(jù)功能參數(shù)自動(dòng)修改頁(yè)面，在使用過(guò)程中受到限制。
3．2 應(yīng)用軟件關(guān)鍵技術(shù)
    工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在電力系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，部分功能較為復(fù)雜，故對(duì)配置管理端要求較高，既要滿足復(fù)雜的配置要求，又要達(dá)到客戶端操作的方便性，如果以傳統(tǒng)Drearnweaver制作客戶端頁(yè)面、GoAhead作為服務(wù)器的方式制作Web配置管理功能，很難達(dá)到客戶端操作的方便性。故針對(duì)此問題，該軟件系統(tǒng)針對(duì)復(fù)雜交換功能配置采用嵌入式Web服務(wù)器GoAhead的Goform過(guò)程進(jìn)行客戶端頁(yè)面制作。GoAhead中Goform過(guò)程制作客戶端頁(yè)面可根據(jù)功能參數(shù)實(shí)時(shí)生成頁(yè)面，根據(jù)功能參數(shù)的不同，為用戶生成不同的操作界面，可給用戶帶來(lái)良好的操作感受，且由于不需單獨(dú)制作頁(yè)面文件，占用極少的存儲(chǔ)空間。但Goform制作頁(yè)面過(guò)程為純代碼過(guò)程，在制作完成且運(yùn)行軟件系統(tǒng)之前無(wú)法看到頁(yè)面效果，故不易進(jìn)行修改與美化。采用嵌入式Web服務(wù)器GoAhead中Goform過(guò)程制作的客戶端頁(yè)面的工作流程不固定，需根據(jù)具體需求進(jìn)行靈活制作。以該軟件系統(tǒng)中VLAN配置為例。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)中，VLAN配置需對(duì)各端口VLAN進(jìn)行配置，各端口VLAN可配置為Access，Tru nk，Hybrid三種類型中的一個(gè)，且各類型VLAN下的配置參數(shù)不同，其中Access類型只需設(shè)置本地VLAN號(hào)、Trunk類型需配置本地VLAN號(hào)及包含VLAN號(hào)、Hybrid類型需配置本地VLAN號(hào)、包含VLAN號(hào)及各VLAN是否需帶標(biāo)簽、接收?qǐng)?bào)文類型。在該軟件系統(tǒng)中，通過(guò)嵌入式Web服務(wù)器GoAhe ad中Goform過(guò)程制作客戶端VLAN配置頁(yè)面，由于是在服務(wù)器端制作，故可隨時(shí)獲取服務(wù)器中數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶點(diǎn)擊VLAN配置頁(yè)面時(shí)，Web服務(wù)器向客戶端瀏覽器打印已初始化參數(shù)的配置頁(yè)面，默認(rèn)顯示端口1的VLAN配置，當(dāng)更換端口或類型時(shí)，服務(wù)器重新按用戶選擇的端口或類型打印已初始化參數(shù)的配置頁(yè)面，當(dāng)用戶點(diǎn)擊提交表單時(shí)，服務(wù)器執(zhí)行另一配置Goform過(guò)程完成配置。VLAN配置流程如圖4所示。

4 結(jié)語(yǔ)
    本文詳細(xì)討論了嵌入式Web服務(wù)器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)GoAhead Web Server進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，講解了該軟件系統(tǒng)嵌入式Web配置管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法，并針對(duì)電力系統(tǒng)應(yīng)用中的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)交換功能的復(fù)雜性，提出了能夠既保證復(fù)雜的參數(shù)配置需求、又滿足用戶使用方便性的嵌入式Web配置管理功能的實(shí)現(xiàn)方法，有效地提高了系統(tǒng)的管理水平及用戶操作的便利性。