基于Cortex-M3內核處理器的嵌入式Web服務器設計

　　一旦W5100的Socket端口有中斷事件產生時，W5100將通過其中斷引腳INT觸發STM32的外部中斷，使STM32進入外部中斷處理函數改變WInterFlag，程序接著進入處理W5100中斷事件函數，在此函數中，STM32通過訪問W5100的中斷寄存器(IR)和端口0中斷寄存器(S0_IR)判斷出W5100的端口0產生何種中斷事件，若Socket接收到數據，則改變SockRecvFlag。

　　程序檢測到SockRecvFlag發生改變，立即進入處理接收數據函數。處理接收數據函數是整個程序的核心，它主要負責收發數據、解析HTTP協議和響應用戶的不同請求。圖5為該過程的程序流程圖。

　　數據處理程序

　　HTTP協議是一種請求/響應協議。在基于HTTP的客戶/服務器數據交換時，當HTTP請求產生時，就開始一次HTTP通信。過程如下：瀏覽器提取出URL中的主機后，向DNS發出請求，解析主機名的IP地址;DNS解析地址并將結果返回給瀏覽器;瀏覽器向該地址請求建立TCP連接;瀏覽器發出請求報文;服務器向瀏覽器發送響應報文，并將指定數據發送給瀏覽器;斷開連接。

　　根據HTTP協議規定，如果客戶端沒有發出請求，則服務器不會自動發送頁面。因此通過在網頁程序中加入標記，使瀏覽器在無用戶干預下周期性地刷新頁面，從而保證用戶及時地獲得遠程現場的信息。

　　HTTP消息包括一個起始行、零個或多個消息頭域、一個標示頭域結束的實體行和一個可能存在的消息體。本程序主要解析消息的起始行，而忽略其它內容，這種處理思路也符合嵌入式系統硬件對軟件實現的復雜度要求。請求方法決定了對請求URI所指定的資源進行操作的方式，GET方法讀取URL指定的資源，一般用來向服務器傳輸少量且透明的數據，數據總量被限制在255個字符以內，而POST方法可傳輸大量數據，與HTML的表單特性相配合以實現遠程動態交互控制。

　　當連接開始時，客戶端發送GET方法請求給服務器，以訪問服務器網頁，為限定特定用戶訪問，增加數據安全性，在網頁中加入基本認證機制。當客戶端請求受基本認證機制保護的網頁時，服務器即要求用戶認證，服務器端對用戶的登陸信息按Base64碼解碼，只有認證成功，瀏覽器才能獲得正確的網頁數據。正確的控制網頁如圖6所示，若用戶信息有誤，服務器返回以狀態碼401為起始行的響應消息。

　　由于服務器端檢測的數據處在不停的變化之中，為使網頁的數據也能及時地更新，網頁程序初始化時，要顯示的數據都使用字符串標記暫時表示，在每次發送響應消息到端口前，再將網頁中定義字符串標記用當前設備的實際值替換。

　　對LED的控制，網頁程序采用HTML語言的表單，HTTP協議請求方法采用POST。POST作為請求方法時，首先和Web服務器建立連接，成功后瀏覽器將HTML表單中的值發送給Web服務器。這種方式沒有字符長度的限制，表單數據是作為附加的文檔發送而不是作為URL的一部分發送。服務器程序通過判斷客戶的不同控制命令即時做出LED燈的開關響應。

　　在每次連接成功后，服務器端程序會返回以狀態碼200開頭的響應消息，消息的起始行為：HTTP/1.1 200 OK。當用戶請求一個服務器端不存在的文件時，服務器返回以狀態碼404開頭的響應消息。

　　結語

　　這種利用硬件實現TCP/IP協議的網絡芯片W5100及具有Cotex-M3內核的STM32處理器構成嵌入式Web服務器的方案性價比高。通過網絡,用戶在瀏覽器端可及時收到遠程現場傳感器采集的數據，遠程現場的開關狀態指示燈可實時地響應用戶的開關信號操作請求。測試表明該系統傳輸大塊數據文件的速率可達到100kbit/s。為提高網絡資源的安全性，可采用AES(先進加密標準)等編碼機制來加密必須保護的私有數據。