基于ESP8285嵌入式Web服务器软件的研究与分析

杨 旭，李坤明

（云南机电职业技术学院，昆明 650203）

目前巳经有不少嵌入式服务器应用于远程通信及工业控制中，不少IC和IT精英都投入到这一项技术研发中。在硬件方面，各微控制器芯片制造商都相继推出了带有以太网功能模块控制芯片；在软件方面，各大研究院校也推出了适用于嵌入式设备的精简型可裁剪的TCP/IP协议栈。ESP8285芯片，因其硬件资源占用少，正逐渐引起嵌入式市场的关注，可见实现低成本而且具有完善功能的嵌入式Web服务器将会有很大的研究价值及市场前景。

1 嵌入式Web服务器研究现状

目前，人们使用的以及正在研发当中的嵌入式Web服务器主要有两种类型。一类是功能齐全、资源丰富型的嵌入式Web服务器，使用这类可用于生产控制的嵌入式设备，可对生产环境进行监控，这类设备对硬件的RAM、ROM内存和处理速度有着较高的要求。Boa服务器就是典型代表，它需运行在linux下，OS为它提供TCP/IP协议。另一类是功能专一、资源受限型的Web嵌入式服务器，这类服务器只需处理单一或者有限个用户请求，因此，它对硬件的内存和CPU的要求较低。目前，第2类这种备受工程开发人员青睐的嵌入式开发芯片有瑞昱RTL8710，可作为从机搭载于其他主机MCU运行；有高通的MT7681，它将Wi-Fi的SoC（片上系统）高度集成到了单芯片上，支持IEEE802.11b/g/n单数据流；新岸线NL6621，整合了基带、射频与运算处理三合一；Marvell的MW300，集成MCU、RF收发器、网络/无线协议栈；乐鑫的ESP8285，集成了32位MCU、Wi-Fi的SoC、基带、TCP/IP协议于单颗芯片上。

2 ESP8285嵌入式开发的研究分析

基于ESP8285嵌入式Web系统可将终端设备所采集的各种数据通过网络快速传递给上位机，控制终端用户可以随时访问Web服务器提供的最新网页，这种功能专一、资源受限型的嵌入式Web服务器，首先要实现这类设备的网络协议部分，但常规的TCP/IP协议栈需较高运算速度，较大存储空间，这需要对ESP8285的网络部分进行开发。通常对于Windows或Unix等可以根据系统需要随时分配随时撤销，并在各层之间进行通信时进行上下文切换，而对于ESP8285有限的数据存储空间，则需要根据实际收发的数据来分配数据空间。另外标准的TCP/IP协议找包含网络层、传输层、应用层的一系列协议，并且层与层之间的数据交互还会引起上下文切换。ESP8285嵌入式系统设计要针对其开发其内部固有资源及其外部人机交互通信接口的目标应用，对裁剪后的TCP/IP协议栈进行开发，只保留用户所要用到的一系列相关协议，并且尽量的减少上下文的切换，避免占用更多的内存，才能实现在片上通过计时器、中断等方法侦听浏览器连接情况、发送数据状况，并将请求的数据依据HTTP协议规范解析数据，然后处理，最终将处理结果以html数据发回给浏览器的Web服务器功能。

3 嵌入式Web服务器发展的两种趋势

1.嵌入式技术与Web技术相结合，已成为目前嵌入式系统的一个重要发展方向，利用源代码开放的uClinux为平台，实现以ARM为核心的嵌入式Web服务器是目前用于生产控制、生产环境进行监控等复杂行为的嵌入式应用方式。

2.基于ESP8285的嵌入式Web程序开发，可以向任何接入它所在网络的合法用户提供基于浏览器方式的控制界面，它适用于资源受限型、处理单一或者有限个用户请求等方向，其搭载了SoC系统又兼顾简单的开发环境和及其低廉的开发门槛，将成为嵌入式系统研发重要选择。

4 结束语

嵌入式系统在我们的生活中作用广泛，比如智能电视机、智能机顶盒、智能开关、影音系统、电动窗帘等都是嵌入式系统操作实现的，它是软硬件的完美结合，目前国内对于基于ESP8285嵌入式Web的研究正逐步引起技术人员的重视，该技术的深入研究将改变由OS独占该领域的现状，随着类似ESP8285这样更多集成网络功能为一体化芯片模块的发展，将从根本意义上降低物联网在监控领域运行维护的成本，提高监控运行维护的效率，必将有助于推动嵌入式设备在物联网领域的的广泛应用。