隨著互聯網技術近年來的不斷發展，機電設備融入互連網，并對其進行遠程監控得到了廣泛應用。基于嵌入式web的遠程監控是在傳統遠程監控的基礎上又融合了Web和嵌入式技術，可提供比傳統遠程監控更為強大的功能，將成為今后遠程監控技術發展的主流方向。Web技術彌補了傳統監控系統的不足，致使運用Web技術實現設備的遠程監控，已經越來越多地成為設備監控系統不可或缺的一部分。嵌入式設備的Web服務為現場設備的數據采集、監控、診斷和維護開辟了一個新的領域。

基于嵌入式Web的工業洗衣機遠程監控模型

基于嵌入式Web的遠程監控思想是在機電設備中實現HTTP 服務，將其轉化成Web Server嵌入到被控設備中，為Internet或局域網用戶提供基于Web 的圖形化管理接口，從而省去了專用客戶端管理軟件，實現對接入到網絡中各種設備的統一管理。用戶可以通過現有的公共通信網絡，不受地域限制，使用標準的Web瀏覽器作為接口直接訪問機電設備上的Web服務器，實現對網絡中各個節點現場設備的遠程監控、診斷與維護。

一般工業洗衣機的基本功能有：人機接口、電機控制、閥控制、洗衣機狀態檢測、溫度檢測和水位檢測。要實現遠程監控和遠程故障診斷，洗衣機還應具有網絡功能。要實現智能控制，即在洗滌過程中控制器能根據洗滌物的多少、臟污程度和臟污性質自動給出最佳洗滌方案，這就要求洗衣機具有渾濁度檢測和布質布量檢測功能。通過上述分析，要實現工業洗衣機的基本功能以及智能化和網絡化，嵌入式系統至少要有以下接口：LCD接口、觸摸屏接口（矩陣鍵盤接口、LED指示燈接口）、RS-232或RS485接口、UART接口、3路AD輸入、21路數字量輸出、8路數字量輸入（兩個可作為中斷源）及Ethernet接口，基于嵌入式WEB的工業洗衣機遠程監控的總體結構圖如圖1。

圖1：基于嵌入式WEB 的工業洗衣機遠程監控的總體結構圖
硬件設計

隨著嵌入式微處理器的發展，出現了Power PC、68K、MIPS、ARM等一系列低功耗、高性能的嵌入式CPU。因此選擇低成本的32位ARM系列嵌入式處理器，不但價格低廉，而且功耗低、處理速度快，應用前景廣泛，比較適合遠程監控需求。在工業洗衣機的遠程監控的系統中選用韓國現代公司的HMS30C7202（32位RISC 微處理器），這是一款具有高性價比的芯片。該芯片內集成了ARM7TDMI CPU核，存儲器管理單元（MMU），8KB的高速緩沖存儲器以及寫緩沖器。并具有豐富的接口：支持STN和TFT的LCD、觸摸屏、矩陣鍵盤、鼠標、LED指示燈、LAN、CAN、USB、RS-232、RS-485、紅外、24路繼電器輸出、10路數字量輸入、3路模擬量輸入和2路PWM輸出。為實現遠程網絡監控，系統底層網絡接口芯片采用CS8900A及外圍電路實現,本系統中網絡接口芯片CS8900A工作于16位模式。工業洗衣機遠程監控智能控制系統硬件框圖如圖2。

圖2：工業洗衣機遠程監控智能控制系統硬件框圖
軟件設計

軟件設計的核心工作是在上述硬件平臺上建立嵌入式WEB服務器,實時響應用戶的請求。除此之外還要實現工業洗衣機的智能控制。工業洗衣機系統需要進行多個參數的檢測，需要使用多個傳感器，每一個傳感器的參數檢測和數據傳輸方式也各不相同。并且在洗滌過程中有很多需要控制的部件，如變頻器、各種閥等；在系統中各功能模塊關系復雜，任務多，而且各種需求間有并發關系。另外，還有網絡功能。因此有必要引入嵌入式操作系統。本系統選用μC/OS-II嵌入式操作系統，它是一個多任務強實時的開源操作系統，經裁減、移植與補充后形成工業洗衣機的專用實時操作系統。網絡通信協議TCP/IP采用源碼公開的1wIP協議棧，并針對具體需求進行優化設計。為了得到人性化的本地操作用戶界面，采用了一種開源的圖形用戶界面μC/GUI，它與μC/OS-II有很好的接口配合，功能完善。因此，工業洗衣機智能控制器軟件由四部分組成：實時操作系統μC/OS-II、硬件驅動程序、API函數和應用程序。具體結構如圖3：

圖3：工業洗衣機系統軟件框圖
嵌入式操作系統

mC/OS-II是一個源代碼公開的占先式多任務微內核RTOS,每個任務具有不同的優先級，能夠很好的滿足實時性需求。與其它實時操作系統相比，mC/OS-II結構簡單、容易移植，廣泛運用于工業控制的各領域。在將mC/OS-II（V2.51）移植到HMS30C7202上的主要工作是修改三個和ARM體系結構相關的文件，OS_CPU. H，OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.S。OS_CPU.H主要包含編譯器相關的數據類型的定義、堆棧類型的定義以及幾個宏定義和函數說明。而OS_CPU_C.C中則包含與移植有關的C函數，包括堆棧的初始化函數和一些鉤子（hook）函數的實現。OS_CPU_A.S中則包含與移植有關的匯編語言函數，包括開/關中斷、上下文切換、時鐘中斷服務程序等等。

TCP/IP協議棧

系統采用開源TCP/IP協議棧LWIP（Light Weight IP），LWIP是Swedish Institute of Computer Science開發的一套用于嵌入式系統的開放源代碼TCP/IP協議棧。LWIP 實現的重點是在保持TCP協議主要功能的基礎上減少對RAM 的占用，一般它只需要數10kB RAM 和40kB左右的ROM 就可以運行，這使LWIP協議棧適合在低端嵌入式系統中使用。LWIP協議棧在設計時就考慮到了將來的移植問題，把所有與硬件、OS、編譯器相關的部分獨立出來，放在/src/arch目錄下。因此LWIP在uC/OS-Ⅱ上的實現就是修改這個目錄下的文件，其他的文件一般不用修改。本系統移植的是LWIP是1.1.0版本。LwIP的移植工作主要有：

修改與CPU 或編譯器相關的include文件：cc．h、cpu．h、perf．h，正確設置數據長度，字的高低位順序等。
修改sys__arch．h和sys__arch．c中與操作系統相關部分。

LWlP協議棧中用到了6個外部函數（1ibarch．c），這些函數與用戶使用的系統或編譯器有關，因此需要自己實現。

/src/netif/ethernetif．c文件即為網絡驅動的模板，我們可以參照此模板實現選用的網絡設備驅動。做完上面的移植修改工作以后，就可以在uC/0S一Ⅱ中創建一個任務初始化LWlP，并創建TCP任務、UDP任務和HTTP任務。偽代碼如下：

創建LWIP任務
{
■系統初始化；
■內存初始化；
■包內存初始化；
■包緩沖初始化；;
■網絡初始化；