基于IPv6的环境监测系统的开发和应用

嵌入式网络服务器的设计和实现
嵌入式网络服务器程序简介
与传统的传感器网络拓扑结构不同，本系统采用了嵌入式网络服务器的网络结构33,34。网络连接拓扑结构如图8所示。所有的节点都被设计成单一的网络服务器，不需要由中央服务器来管理。每个传感器节点都可以通过浏览器直接访问，获得监测数据和设备状态。该方案将传统的后台服务器任务分配给每个节点，单个节点可以直接收集、存储和显示数据。在IPv6网络技术快速发展和广泛应用的基础上，每个传感器节点可以获得一个固定的IPv6地址，实现真正的物联网。

HTTP网页设计
在嵌入式系统中，通常只有简单的实时操作系统或直接的裸机程序，存储空间有限。因此，嵌入式网页设计需要定制大量的模块来实现所需的功能。

本系统的网页设计采用了HTML+CSS+JavaScript的架构。HTML（超文本标记语言）是一种标记语言，而不是一种编程语言。一个HTML文本就是一个网页。CSS（层叠样式表）是一种用于HTML网页的编程语言，通过与不同的脚本语言合作，用来静态地装饰网页和动态地格式化网页元素。通过CSS编程可以实现不同的网页风格。JavaScript编程语言使HTML能够动态地请求数据，改变网页的显示文本，并渲染显示风格。通过这三种语言可以显示丰富、强大、稳定的网页。本系统的网页是用DreamWeaver软件设计的。具体的设计过程如图9所示。首先，在客户端计算机上创建网页html文件。使用专用的makefsdata工具将HTML文件转换成可被ARM识别的C语言数组文件。该数组文件被静态地存储在闪存或ARM的其他外部存储器中。收到网页连接请求后，ARM处理器读取网页文件的数据。然后，通过HTTP协议将数据传输到所请求的网页上，网页自动解析HTML文件数据，然后显示网页。

网页嵌入到监控节点中后，HTTP协议会发送网页数据。图10显示了节点设备实际使用时网络服务器的实际工作过程。当lwIP协议栈和网卡驱动被初始化后，软件系统会创建一个HTTP监控服务线程。用户可以在IPv6网络环境下，通过浏览器直接访问节点的IPv6地址，获取监控节点的网页。节点在检测到HTTP连接时，会上传静态网页数据。当浏览器收到HTML格式文件时，会自动解析文件并显示出来。同时，浏览器解析并执行HTML文件中的JavaScript程序，并可能在不同的功能要求下要求节点设备再次发送数据。