嵌入式环境下WebService技术的实现
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ＰＯＳＴ／ｔｅｓｔ ＨＴＴＰ／１．１ Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｔｙｐｅ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ／ｓｏａｐ＋ｘｍｌ； Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｌｅｎｇｔｈ：２５０
如图２所示，程序利用ｌｗＩＰ 提 供 的 ＡＰＩ创 建 一 个 监听连接，绑定到 ＨＴＴＰ 的 ８０ 号 熟 知 端 口 上，当 接 收 到 ＰＯＳＴ 请求时检查 必 要 的 ＨＴＴＰ 头，之 后 开 始 接 收 ＨＴＴＰ 正文（ＳＯＡＰ 请 求 ），并 将 接 收 到 的 请 求 存 放 在 预先开辟的缓冲区中，再交由 ＸＭＬ 解 析 器 处 理。 为 了 节省资源，将 ＳＯＡＰ 消息 解 析 和 ＨＴＴＰ 接 收 放 在 同 一 线程，一次只处理一个 ＳＯＡＰ 请 求，因 此 整 个 解 析 过 程 只 需 要 一 个 缓 冲 区 。 同 时 开 启 连 接 超 时 机 制 ，如 果 客 户 端连接后长时间无动 作，接 收 程 序 将 切 断 连 接，避 免 后 续请求无法得到响应。
图２ ＨＴＴＰ 接收流程
２．２．２ ＸＭＬ 解析 ＳＯＡＰ 消 息 是 由 ＸＭＬ 语 言 组 成 的，因 此 对 ＸＭＬ
的解析是处理 ＳＯＡＰ 消息 的 一 个 重 点。 当 今 有 ２ 种 流 行的 ＸＭＬ 解 析 ＡＰＩ，它 们 是 ＤＯＭ（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍｏｄｅｌ）和 ＳＡＸ（Ｓｉｍｐｌｅ ＡＰＩ ｆｏｒ ＸＭＬ），尽 管 这 两 种 方 法都能用来解析 ＸＭＬ 数据，但相互间却有 很 多 本 质 的 不同：ＤＯＭ 一次性 把 整 个 ＸＭＬ 文 档 读 入 内 存 并 建 立
图 １ 总 体 实 现 框 架
ＳＯＡＰ 在 ＨＴＴＰ 上的远程调用的具体实现过程 大 致如下：客户端通过 ＳＯＡＰ 工具生成基于 ＸＭＬ 文档的 ＳＯＡＰ 消息，在 该 ＳＯＡＰ 消 息 里 包 含 有 客 户 请 求 的 服 务 名 称 及 调 用 服 务 程 序 所 需 的 参 数，并 使 用 ＨＴＴＰ ＰＯＳＴ 方法 通 过 网 络 向 应 用 程 序 所 在 的 服 务 端 发 送 ＳＯＡＰ 请求；另 一 方 面，当 服 务 端 接 到 ＨＴＴＰ 信 息 之 后，又从 中 提 取 出 ＳＯＡＰ 消 息，启 动 ＸＭＬ 文 档 解 析 器 进行解析，获取客户需 要 调 用 的 方 法 名 及 其 参 数，以 此 来 调 用 相 应 的 服 务 程 序 ，之 后 以 类 似 的 方 法 将 运 行 结 果 打包成 ＳＯＡＰ 消 息 返 回 给 客 户，完 成 应 用 程 序 的 远 程 调用。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＸＭＬ；ＳＯＡＰ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ
０ 引 言
近 年 来 随 着 网 络 化 概 念 的 不 断 推 广 ，嵌 入 式 系 统 也 摆 脱 了 以 往 “信 息 孤 岛 ”的 封 闭 局 面 ，相 互 之 间 逐 渐 形 成 了分布式的协作关系。然而嵌入式系统在网络的应用 层 上 常 常 采 用 自 定 义 的 传 输 协 议 ，加 之 各 系 统 之 间 巨 大 的 平 台 差 异 性 ，给 系 统 间 的 互 访 以 及 企 业 级 信 息 的 集 成 带来了困难 。 ［１］ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技术具有良好的跨平台和 松 耦 合 特 性 ，能 够 实 现 不 同 平 台 的 分 布 式 系 统 之 间 的 无 缝集成，降 低 了 企 业 进 行 设 备 升 级 和 服 务 重 组 时 的 投 入 。 ［２］ 本 文 以 ３２ 位 微 处 理 器 ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ 为 核 心，借助于嵌入 式 ＴＣＰ／ＩＰ 协 议 栈 和 实 时 操 作 系 统，在 嵌入式环境下实现了 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技术。
收 稿 日 期 ：２０１１－０６－０７
施，简 单 对 象 访 问 协 议 （Ｓｉｍｐｌｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｔｏ－ ｃｏｌ，ＳＯＡＰ）很 好 地 应 对 了 这 种 需 求［３］。ＳＯＡＰ 协 议 以 ＸＭＬ 形式提 供 了 一 个 简 单、轻 量 的 机 制，用 于 在 分 布 环境中交换结 构 化 信 息。ＳＯＡＰ 本 身 并 没 有 定 义 任 何 应用程序语义，如编程 模 型 或 特 定 语 义 的 实 现；实 际 上 它通过提供一个模块化的封包模型和在模块中进行数 据 编 码 的 方 法 ，定 义 了 一 个 简 单 的 表 示 应 用 程 序 语 义 的 机 制 。 ［４］
目前 已 经 有 许 多 成 熟 的 ＳＯＡＰ 工 具，例 如 针 对 Ｃ＋＋ 的 ｇＳＯＡＰ、针对Ｊａｖａ的 ｋＳＯＡＰ 等，但 是 这 些 实 现 方案均是为 ＰＣ 机 或 者 带 有 高 级 操 作 系 统 的 嵌 入 式 系 统设计的，对 资 源 的 消 耗 较 多。 对 于 低 端 的 嵌 入 式 环 境 ，需 要 更 轻 量 型 的 处 理 方 法 。
ＷＡＮＧ Ｈａｉ－ｌｉ，ＺＨＯＵ Ｘｉｎｇ－ｐｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｃｏｐｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｓｙｓｔｅｍｓ，ａ ｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｌｏｗ－ｅｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｒｅａｌｔｉｍｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＴＣＰ／ＩＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ，ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＨＴＴＰ ｍｅｓｓａｇｅ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ，ＸＭＬ／ＳＯＡＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｐａｒｓｅ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｎｄ．Ｓｐｅｃｉａｌ ｃａｒｅ ｉｓ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｔｅｓｔ ｔｏｏｌ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ．
信 过 程 一 般 分 为 ４ 个 步 骤 ：建 立 连 接 、发 送 请 求 消 息 、接 收 响 应 信 息、关 闭 连 接。ＨＴＴＰ 定 义 了 众 多 请 求 方 法 （Ｍｅｔｈｏｄ），如 ＧＥＴ，ＰＯＳＴ，ＨＥＡＤ，ＤＥＬＥＴＥ 等［１０］，由 于 ＳＯＡＰ 主 要 使 用 ＰＯＳＴ 方 法 来 发 送 请 求，因 此 ＨＴ－ ＴＰ 的 实 现 集 中 在 ＰＯＳＴ 方 法 上。ＳＯＡＰ 协 议 中 规 定 ＰＯＳＴ 请求至少包含两个 ＨＴＴＰ 头，Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｔｙｐｅ（定 义 ＭＩＭＥ 类型）和 Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｌｅｎｇｔｈ（定义消息的长度）。 例如：
１ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ与ＳＯＡＰ 协议
Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ是网络化 应 用 的 一 种，可 以 将 其 看 成 一 种 函 数 调 用 ，只 不 过 这 个 用 在 客 户 端 进 行，客 户 端 只 要 接 入 装有服务的机器所在的网络即可调用函数。为了实现 这 种 远 程 调 用 ，需 要 对 传 输 的 数 据 格 式 采 取 一 些 约 定 措
关 键 词 ：Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＸＭＬ；ＳＯＡＰ；嵌 入 式 系 统 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９１９－３４；ＴＰ３１１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００４－３７３Ｘ（２０１１）２２－００６１－０４
Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
鉴于动态生成xml文档需要耗费较多的资源程序中为每个服务函数预存了一个模板模板中已经定义好了回复消息的整体结构仅需在服务函数被实际调用后往模板中填入结果即可另外可以在发送回复消息的过程中复用之前的接收缓冲区这样一来同时节省了处理时间和资源消耗
２０１１ 年 １１ 月 １５ 日 第 ３４ 卷 第 ２２ 期
２ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ在 嵌 入 式 环 境 下 的 实 现
２．１ 底 层 软 硬 件 结 构 本文中所 使 用 的 硬 件 基 于 ＳＴ 公 司 推 出 的 ＡＲＭ
６２
现代电子技术
２０１１ 年 第 ３４ 卷
Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ ３２位微处 理 器 ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ［６］。Ｃｏｒｔｅｘ－ Ｍ３是针对价 格 敏 感 但 又 有 高 系 统 效 能 需 求 的 嵌 入 式 应用而设计的 ＡＲＭ 内核，作为 ＡＲＭ７ 的 后 继 者，大 刀 阔 斧 地 改 革 了 设 计 架 构 ，显 著 简 化 了 编 程 和 调 试 的 复 杂 度，处理能力也更加强大［７］。ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ 工 作 频 率 最高为７２ ＭＨｚ，带有２５６ＫＢ 的片上 ＦＬＡＳＨ 和６４ＫＢ 的 ＳＲＡＭ，以 及 以 太 网 ＭＡＣ 控 制 器，因 此 外 接 一 片 ＰＨＹ 芯片 ＲＴＬ８２０１，完成与以太网的物理通信。
现代电子技术
Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｎｏｖ．２０１１ Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．２２
嵌入式环境下 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技术的实现
王 海 立 ，周 杏 鹏
（东南大学 自动化学院，江苏 南京 ２１００９６）
摘 要：为了解决嵌入式系统与其他异构系统之间互联和集成的难题，提出了 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技 术 在 低 端 嵌 入 式 设 备 上 的 实现方法。以 ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３微处理器为核心，基于小型实时操作系统和嵌入式 ＴＣＰ／ＩＰ 协议栈，详细阐述了 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ 的实现过程，包括 ＨＴＴＰ 接收，ＸＭＬ 与 ＳＯＡＰ 协议的解析，以及同具体服务实现的绑定，并针对嵌入式环境下资源受限的特 点 ，给 出 了 相 应 的 优 化 方 法 。 使 用 专 用 测 试 软 件 进 行 的 压 力 测 试 表 明 ，该 实 现 运 行 稳 定 ，具 有 良 好 的 可 行 性 。
为 了 达 到 实 时 任 务 管 理 ，本 文 选 用 嵌 入 式 实 时 操 作 系统 ＦｒｅｅＲＴＯＳ和轻量级 ＴＣＰ／ＩＰ 协议栈ｌｗＩＰ 组成底 层软件开发 平 台。ＦｒｅｅＲＴＯＳ 作 为 一 个 免 费 开 源 的 小 型实时内核，主要 用 于 建 立 和 管 理 各 个 模 块 的 任 务 ； ［８］ ｌｗＩＰ 则为数据的 ＴＣＰ／ＩＰ 封装 提 供 了 一 个 良 好 的 软 件 基 础 。 ［９］ ２．２ ＳＯＡＰ 消息的处理
ＳＯＡＰ 消息是由 Ｅｎｖｅｌｏｐｅ，Ｈｅａｄｅｒ和 Ｂｏｄｙ三部分 组成 的 ＸＭＬ 文 档，其 中 Ｅｎｖｅｌｏｐｅ是 ＳＯＡＰ 消 息 的 根 元素，必须在 ＳＯＡＰ 消 息 中 出 现；可 选 的 Ｈｅａｄｅｒ元 素 包含有 关 ＳＯＡＰ 消 息 的 应 用 程 序 专 用 信 息；必 需 的 Ｂｏｄｙ元素包含打算传送到消息最终端点的实际 ＳＯＡＰ 消息 。 ［５］ 最后，为了进 行 基 于 ＳＯＡＰ 的 远 程 调 用，需 要 一种 低 级 传 输 协 议。ＳＯＡＰ 规 范 允 许 使 用 ＨＴＴＰ， ＳＭＴＰ 甚至原 始 的 ＴＣＰ／ＩＰ 套 接 字，其 中 ＨＴＴＰ 协 议 最为常用。
由前文可 知，ＳＯＡＰ 可 以 简 单 的 理 解 为 ＨＴＴＰ＋ ＸＭＬ＋远程调用 规 则，因 此 ＳＯＡＰ 消 息 的 处 理 也 分 为 ３步：ＨＴＴＰ 协 议 的 实 现、ＸＭＬ 解 析、具 体 服 务 实 现。 其总体结构如图１所示。
２．２．１ ＨＴＴＰ 协议的简单实现 ＨＴＴＰ 是基于请求／响应 模 式 的 协 议，客 户 端 的 通
如图２所示，程序利用ｌｗＩＰ 提 供 的 ＡＰＩ创 建 一 个 监听连接，绑定到 ＨＴＴＰ 的 ８０ 号 熟 知 端 口 上，当 接 收 到 ＰＯＳＴ 请求时检查 必 要 的 ＨＴＴＰ 头，之 后 开 始 接 收 ＨＴＴＰ 正文（ＳＯＡＰ 请 求 ），并 将 接 收 到 的 请 求 存 放 在 预先开辟的缓冲区中，再交由 ＸＭＬ 解 析 器 处 理。 为 了 节省资源，将 ＳＯＡＰ 消息 解 析 和 ＨＴＴＰ 接 收 放 在 同 一 线程，一次只处理一个 ＳＯＡＰ 请 求，因 此 整 个 解 析 过 程 只 需 要 一 个 缓 冲 区 。 同 时 开 启 连 接 超 时 机 制 ，如 果 客 户 端连接后长时间无动 作，接 收 程 序 将 切 断 连 接，避 免 后 续请求无法得到响应。
图２ ＨＴＴＰ 接收流程
２．２．２ ＸＭＬ 解析 ＳＯＡＰ 消 息 是 由 ＸＭＬ 语 言 组 成 的，因 此 对 ＸＭＬ
的解析是处理 ＳＯＡＰ 消息 的 一 个 重 点。 当 今 有 ２ 种 流 行的 ＸＭＬ 解 析 ＡＰＩ，它 们 是 ＤＯＭ（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍｏｄｅｌ）和 ＳＡＸ（Ｓｉｍｐｌｅ ＡＰＩ ｆｏｒ ＸＭＬ），尽 管 这 两 种 方 法都能用来解析 ＸＭＬ 数据，但相互间却有 很 多 本 质 的 不同：ＤＯＭ 一次性 把 整 个 ＸＭＬ 文 档 读 入 内 存 并 建 立
图 １ 总 体 实 现 框 架
ＳＯＡＰ 在 ＨＴＴＰ 上的远程调用的具体实现过程 大 致如下：客户端通过 ＳＯＡＰ 工具生成基于 ＸＭＬ 文档的 ＳＯＡＰ 消息，在 该 ＳＯＡＰ 消 息 里 包 含 有 客 户 请 求 的 服 务 名 称 及 调 用 服 务 程 序 所 需 的 参 数，并 使 用 ＨＴＴＰ ＰＯＳＴ 方法 通 过 网 络 向 应 用 程 序 所 在 的 服 务 端 发 送 ＳＯＡＰ 请求；另 一 方 面，当 服 务 端 接 到 ＨＴＴＰ 信 息 之 后，又从 中 提 取 出 ＳＯＡＰ 消 息，启 动 ＸＭＬ 文 档 解 析 器 进行解析，获取客户需 要 调 用 的 方 法 名 及 其 参 数，以 此 来 调 用 相 应 的 服 务 程 序 ，之 后 以 类 似 的 方 法 将 运 行 结 果 打包成 ＳＯＡＰ 消 息 返 回 给 客 户，完 成 应 用 程 序 的 远 程 调用。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＸＭＬ；ＳＯＡＰ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ
０ 引 言
近 年 来 随 着 网 络 化 概 念 的 不 断 推 广 ，嵌 入 式 系 统 也 摆 脱 了 以 往 “信 息 孤 岛 ”的 封 闭 局 面 ，相 互 之 间 逐 渐 形 成 了分布式的协作关系。然而嵌入式系统在网络的应用 层 上 常 常 采 用 自 定 义 的 传 输 协 议 ，加 之 各 系 统 之 间 巨 大 的 平 台 差 异 性 ，给 系 统 间 的 互 访 以 及 企 业 级 信 息 的 集 成 带来了困难 。 ［１］ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技术具有良好的跨平台和 松 耦 合 特 性 ，能 够 实 现 不 同 平 台 的 分 布 式 系 统 之 间 的 无 缝集成，降 低 了 企 业 进 行 设 备 升 级 和 服 务 重 组 时 的 投 入 。 ［２］ 本 文 以 ３２ 位 微 处 理 器 ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ 为 核 心，借助于嵌入 式 ＴＣＰ／ＩＰ 协 议 栈 和 实 时 操 作 系 统，在 嵌入式环境下实现了 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技术。
收 稿 日 期 ：２０１１－０６－０７
施，简 单 对 象 访 问 协 议 （Ｓｉｍｐｌｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｔｏ－ ｃｏｌ，ＳＯＡＰ）很 好 地 应 对 了 这 种 需 求［３］。ＳＯＡＰ 协 议 以 ＸＭＬ 形式提 供 了 一 个 简 单、轻 量 的 机 制，用 于 在 分 布 环境中交换结 构 化 信 息。ＳＯＡＰ 本 身 并 没 有 定 义 任 何 应用程序语义，如编程 模 型 或 特 定 语 义 的 实 现；实 际 上 它通过提供一个模块化的封包模型和在模块中进行数 据 编 码 的 方 法 ，定 义 了 一 个 简 单 的 表 示 应 用 程 序 语 义 的 机 制 。 ［４］
目前 已 经 有 许 多 成 熟 的 ＳＯＡＰ 工 具，例 如 针 对 Ｃ＋＋ 的 ｇＳＯＡＰ、针对Ｊａｖａ的 ｋＳＯＡＰ 等，但 是 这 些 实 现 方案均是为 ＰＣ 机 或 者 带 有 高 级 操 作 系 统 的 嵌 入 式 系 统设计的，对 资 源 的 消 耗 较 多。 对 于 低 端 的 嵌 入 式 环 境 ，需 要 更 轻 量 型 的 处 理 方 法 。
ＷＡＮＧ Ｈａｉ－ｌｉ，ＺＨＯＵ Ｘｉｎｇ－ｐｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｃｏｐｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｓｙｓｔｅｍｓ，ａ ｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｌｏｗ－ｅｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｒｅａｌｔｉｍｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＴＣＰ／ＩＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ，ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＨＴＴＰ ｍｅｓｓａｇｅ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ，ＸＭＬ／ＳＯＡＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｐａｒｓｅ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｎｄ．Ｓｐｅｃｉａｌ ｃａｒｅ ｉｓ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｔｅｓｔ ｔｏｏｌ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ．
信 过 程 一 般 分 为 ４ 个 步 骤 ：建 立 连 接 、发 送 请 求 消 息 、接 收 响 应 信 息、关 闭 连 接。ＨＴＴＰ 定 义 了 众 多 请 求 方 法 （Ｍｅｔｈｏｄ），如 ＧＥＴ，ＰＯＳＴ，ＨＥＡＤ，ＤＥＬＥＴＥ 等［１０］，由 于 ＳＯＡＰ 主 要 使 用 ＰＯＳＴ 方 法 来 发 送 请 求，因 此 ＨＴ－ ＴＰ 的 实 现 集 中 在 ＰＯＳＴ 方 法 上。ＳＯＡＰ 协 议 中 规 定 ＰＯＳＴ 请求至少包含两个 ＨＴＴＰ 头，Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｔｙｐｅ（定 义 ＭＩＭＥ 类型）和 Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｌｅｎｇｔｈ（定义消息的长度）。 例如：
１ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ与ＳＯＡＰ 协议
Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ是网络化 应 用 的 一 种，可 以 将 其 看 成 一 种 函 数 调 用 ，只 不 过 这 个 用 在 客 户 端 进 行，客 户 端 只 要 接 入 装有服务的机器所在的网络即可调用函数。为了实现 这 种 远 程 调 用 ，需 要 对 传 输 的 数 据 格 式 采 取 一 些 约 定 措
关 键 词 ：Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＸＭＬ；ＳＯＡＰ；嵌 入 式 系 统 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９１９－３４；ＴＰ３１１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００４－３７３Ｘ（２０１１）２２－００６１－０４
Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
鉴于动态生成xml文档需要耗费较多的资源程序中为每个服务函数预存了一个模板模板中已经定义好了回复消息的整体结构仅需在服务函数被实际调用后往模板中填入结果即可另外可以在发送回复消息的过程中复用之前的接收缓冲区这样一来同时节省了处理时间和资源消耗
２０１１ 年 １１ 月 １５ 日 第 ３４ 卷 第 ２２ 期
２ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ在 嵌 入 式 环 境 下 的 实 现
２．１ 底 层 软 硬 件 结 构 本文中所 使 用 的 硬 件 基 于 ＳＴ 公 司 推 出 的 ＡＲＭ
６２
现代电子技术
２０１１ 年 第 ３４ 卷
Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ ３２位微处 理 器 ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ［６］。Ｃｏｒｔｅｘ－ Ｍ３是针对价 格 敏 感 但 又 有 高 系 统 效 能 需 求 的 嵌 入 式 应用而设计的 ＡＲＭ 内核，作为 ＡＲＭ７ 的 后 继 者，大 刀 阔 斧 地 改 革 了 设 计 架 构 ，显 著 简 化 了 编 程 和 调 试 的 复 杂 度，处理能力也更加强大［７］。ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ 工 作 频 率 最高为７２ ＭＨｚ，带有２５６ＫＢ 的片上 ＦＬＡＳＨ 和６４ＫＢ 的 ＳＲＡＭ，以 及 以 太 网 ＭＡＣ 控 制 器，因 此 外 接 一 片 ＰＨＹ 芯片 ＲＴＬ８２０１，完成与以太网的物理通信。
现代电子技术
Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｎｏｖ．２０１１ Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．２２
嵌入式环境下 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技术的实现
王 海 立 ，周 杏 鹏
（东南大学 自动化学院，江苏 南京 ２１００９６）
摘 要：为了解决嵌入式系统与其他异构系统之间互联和集成的难题，提出了 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ技 术 在 低 端 嵌 入 式 设 备 上 的 实现方法。以 ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３微处理器为核心，基于小型实时操作系统和嵌入式 ＴＣＰ／ＩＰ 协议栈，详细阐述了 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ 的实现过程，包括 ＨＴＴＰ 接收，ＸＭＬ 与 ＳＯＡＰ 协议的解析，以及同具体服务实现的绑定，并针对嵌入式环境下资源受限的特 点 ，给 出 了 相 应 的 优 化 方 法 。 使 用 专 用 测 试 软 件 进 行 的 压 力 测 试 表 明 ，该 实 现 运 行 稳 定 ，具 有 良 好 的 可 行 性 。
为 了 达 到 实 时 任 务 管 理 ，本 文 选 用 嵌 入 式 实 时 操 作 系统 ＦｒｅｅＲＴＯＳ和轻量级 ＴＣＰ／ＩＰ 协议栈ｌｗＩＰ 组成底 层软件开发 平 台。ＦｒｅｅＲＴＯＳ 作 为 一 个 免 费 开 源 的 小 型实时内核，主要 用 于 建 立 和 管 理 各 个 模 块 的 任 务 ； ［８］ ｌｗＩＰ 则为数据的 ＴＣＰ／ＩＰ 封装 提 供 了 一 个 良 好 的 软 件 基 础 。 ［９］ ２．２ ＳＯＡＰ 消息的处理
ＳＯＡＰ 消息是由 Ｅｎｖｅｌｏｐｅ，Ｈｅａｄｅｒ和 Ｂｏｄｙ三部分 组成 的 ＸＭＬ 文 档，其 中 Ｅｎｖｅｌｏｐｅ是 ＳＯＡＰ 消 息 的 根 元素，必须在 ＳＯＡＰ 消 息 中 出 现；可 选 的 Ｈｅａｄｅｒ元 素 包含有 关 ＳＯＡＰ 消 息 的 应 用 程 序 专 用 信 息；必 需 的 Ｂｏｄｙ元素包含打算传送到消息最终端点的实际 ＳＯＡＰ 消息 。 ［５］ 最后，为了进 行 基 于 ＳＯＡＰ 的 远 程 调 用，需 要 一种 低 级 传 输 协 议。ＳＯＡＰ 规 范 允 许 使 用 ＨＴＴＰ， ＳＭＴＰ 甚至原 始 的 ＴＣＰ／ＩＰ 套 接 字，其 中 ＨＴＴＰ 协 议 最为常用。
由前文可 知，ＳＯＡＰ 可 以 简 单 的 理 解 为 ＨＴＴＰ＋ ＸＭＬ＋远程调用 规 则，因 此 ＳＯＡＰ 消 息 的 处 理 也 分 为 ３步：ＨＴＴＰ 协 议 的 实 现、ＸＭＬ 解 析、具 体 服 务 实 现。 其总体结构如图１所示。
２．２．１ ＨＴＴＰ 协议的简单实现 ＨＴＴＰ 是基于请求／响应 模 式 的 协 议，客 户 端 的 通