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系統識別號 U0026-1708201512221800
論文名稱(中文) 嵌入式網頁伺服器應用於管理不斷電系統
論文名稱(英文) An Embedded Web Server for UPS Management System
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 電腦與通信工程研究所
系所名稱(英) Institute of Computer & Communication
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 魏裕恆
研究生(英文) Yu-Heng Wei
學號 Q36021070
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 75頁
口試委員 指導教授-陳中和
口試委員-陳建富
口試委員-梁從主
口試委員-陳世明
中文關鍵字 嵌入式網頁伺服器  不斷電系統  RESTful Web Service 
英文關鍵字 Embedded Web Server  RESTful Web Service  Uninterruptible Power Supply 
學科別分類
中文摘要 本論文主旨在於實現一套應用於管理不斷電系統的嵌入式網管系統,我們提出了一份詳細的系統架構,藉由此系統架構來說明我們是如何整合網管系統和不斷電系統。接著,根據所提出的系統架構,我們實現了一組監控程式,稱它為Server AP。透過Server AP可以讓網管系統使用RS232和Modbus協定來跟不斷電系統通訊,以達交換資料的目的。並也讓其執行事件紀錄的功能,將系統上之重要事件紀錄下來,或是讓其利用SMTP協定來做送信通知事件的功能。且為了能將即時的不斷電系統資訊顯示在網管系統的使用者介面中,我們利用CGI程式來達到可提供動態資訊網頁的功能。而對於CGI程式如何取得這些資訊的議題,我們根據不同的資料使用情境,讓CGI程式分別利用Named Pipe和Shared Memory跟Server AP交換資料,使不斷電系統之資料可以回傳至正確的CGI程式,並同時處理以RS232為關鍵資源時發生之飢餓現象,來確保系統執行時能提供良好的表現。再來,為了能讓此系統擁有支援集中式管理的功能,我們參考Representational State Transfer ( REST )系統設計的風格,讓我們的網管系統以提供RESTful API的方式來支援集中管理的功能。最後,我們將此網管系統實現於一ARM-based的嵌入式平台,透過將系統實現於一實際的嵌入式平台中,來驗證我們所提出之系統的可行性。
英文摘要 The purpose of this thesis is to develop and build an embedded web server for monitoring Uninterruptible Power Supply (UPS). First, we propose our system architecture design to integrate a management system and the UPS. With the design of system architecture, we can implement our software programs step by step. One of the most important programs in the system is a server-side application program ( Server AP ). We implement this program to perform various functions. These functions include communication with the UPS, logging system events, and sending warning events to user by using email. Besides, we also implement CGI programs to generate dynamic web pages and provide system operations to user. And in order to handle Starvation problem of shared resource, we use Shared Memory and Named Pipe in the communication between the CGI programs and the Server AP under different circumstances. This mechanism can also improve the performance of the system. Furthermore, with RESTful web service, our management system can be integrated into a centrally managed system in the future. At last, we implement our system in a real embedded platform to verify our system design.
論文目次 Chapter 1 序論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 論文架構 4
Chapter 2 背景知識 5
2-1 Modbus 協定 5
2-1-1 主從式協定 5
2-1-2 Modbus 訊息結構 6
2-1-3 Modbus 傳輸模式 7
2-2 網頁伺服器 9
2-2-1 網頁的生成流程 9
2-2-2 嵌入式網頁伺服器 10
2-3 Common Gateway Interface ( CGI ) 11
2-4 Inter-Process Communication ( IPC ) 11
2-4-1 Named Pipe 12
2-4-2 Shared Memory 13
2-5 Representational State Transfer ( REST ) 13
2-5-1 資源 14
2-5-2 操作 15
2-5-3 內容型態 15
2-5-4 RESTful Application Programming Interface 16
Chapter 3 系統架構 17
3-1 網管系統端 17
3-2 不斷電系統端 18
3-3 系統整合 19
Chapter 4 系統實現 21
4-1 嵌入式的軟體執行環境 21
4-2 Server-side Application Program ( Server AP ) 22
4-2-1 Query Function 22
4-2-2 Event Log Function 26
4-2-3 Mail Notification Function 29
4-2-4 Function的整合 31
4-3 CGI 程式 33
4-3-1 CGI 程式和HTML檔案的整合 33
4-3-2 CGI 程式和動態資料 35
4-3-3 系統操作服務的功能 36
4-3-4 支援集中式管理的功能 38
Chapter 5 程式間通訊方式的改善 43
5-1 Named Pipe的作法 43
5-2 以Server AP為共用資源時之飢餓現象 46
5-3 Shared Memory和Named Pipe並用的作法 50
Chapter 6 網頁使用者介面 55
6-1 網頁架構 55
6-1-1 裝置類別 56
6-1-2 排班類別 56
6-1-3 事件紀錄類別 57
6-1-4 信件通知類別 57
Chapter 7 系統實現結果 58
7-1 實驗環境 58
7-2 Query Function和網頁介面的整合 60
7-3 Event Log Function和網頁介面的整合 65
7-4 Mail Notification Function和網頁介面的整合 67
7-5 RESTful Web Service 69
Chapter 8 結論和討論 73
參考文獻 74
參考文獻 [1] Modbus, communications protocol, http://www.modbus.org.
[2] Linux kernel, open source operation system kernel, https://www.kernel.org.
[3] BusyBox, http://www.busybox.net.
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[18] ARM, http://www.arm.com/index.php.
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[22] Aiko Pras, Thomas Drevers, Remco van de Meent and Dick Quartel, "Comparing the Performance of SNMP and Web Services-Based Management", IEEE Transactions on Network and Service Management, 2004.
[23] Heller Martin, "REST and CRUD: the Impedance Mismatch", http://www.infoworld.com/article/2640739/application-development/rest-and-crud--the-impedance-mismatch.html, 2007.
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