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)交換機的控制管理核心具有重大的研究意義和應(yīng)用前景。簡單介紹GoAhead嵌入式Web服務(wù)器的基本特點，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)計方法。以工業(yè)以太網(wǎng)交換機為實例，介紹了軟件系統(tǒng)功能，并詳細討論了軟件系統(tǒng)工作流程。針對電力系統(tǒng)中工業(yè)以太網(wǎng)交換機交換功能參數(shù)的復(fù)雜性，提出了運用GoAhead中Goform過程實現(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)交換機已經(jīng)成為輸電線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)字化變電站的核心設(shè)備，在配電自動化環(huán)節(jié)也有應(yīng)用，如何對設(shè)備進行遠程監(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)測設(shè)備提供了一個很好的途徑。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)頁面HTML格式，具有免費、體積小巧、支持多平臺、完全針對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、嵌入的JavaScript與動態(tài)數(shù)據(jù)頁支持的優(yōu)點。
    GoAhead提供了ASP過程和Goform過程。ASP過程用來生成顯示在頁面中的動態(tài)數(shù)據(jù)，而Goform過程則用來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過程還可以用于制作Web頁面。

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
    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)測的任務(wù)，其工作原理可分為遠程客戶端、嵌入式Web服務(wù)器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機，如圖1所示。

    工業(yè)以太網(wǎng)交換機負責(zé)實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的通信。嵌入式Web服務(wù)器負責(zé)讀取及修改交換機配置參數(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。遠程客戶端可通過對嵌入式Web服務(wù)器發(fā)生命令實現(xiàn)用戶對設(shè)備的遠程管理、控制、監(jiān)測等操作。
    基于Web的電力系統(tǒng)通信配置管理通過在嵌入式設(shè)備工業(yè)以太網(wǎng)交換機中構(gòu)建Web Server，實現(xiàn)對工業(yè)以太網(wǎng)交換機進行遠程訪問、參數(shù)配置及管理，簡單直觀，用戶不需安裝特別的客戶端軟件，使用常規(guī)網(wǎng)頁瀏覽器即可。

3 應(yīng)用軟件設(shè)計
    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Web頁面來修改交換機的系統(tǒng)參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、系統(tǒng)時間、系統(tǒng)標(biāo)識、時間同步服務(wù)器等。
    交換功能模塊供用戶通過Web頁面配置交換機的交換功能參數(shù)，如端口參數(shù)、Vlan參數(shù)、冗余保護配置、QoS配置、帶寬管理、MAC管理等。
    告警與日志模塊供用戶通過Web頁面配置交換機的告警參數(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。用戶使用時進入某一功能頁面，Web管理軟件系統(tǒng)自動為該頁面進行初始化ASP過程，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過程進行參數(shù)配置。詳細工作流程如圖3所示。

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

4 結(jié)語
    本文詳細討論了嵌入式Web服務(wù)器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對GoAhead Web Server進行了簡單的介紹，講解了該軟件系統(tǒng)嵌入式Web配置管理系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)方法，并針對電力系統(tǒng)應(yīng)用中的工業(yè)以太網(wǎng)交換機交換功能的復(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。