基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法。本发明专利技术采用通用网关接口CGI机制实现嵌入式web服务器与用电信息采集终端系统各功能模块的信息交互；客户只需要在本地计算机中安装web浏览器，就可以访问用电信息采集终端服务程序，实现用电信息采集终端维护和信息发布。用户可以不受时空限制，通过Internet利用WEB浏览器完成对远端用电信息采集终端的访问、监控和维护等操作，无需安装特定软件，具有跨平台特性；无需到现场进行操作，用电信息采集终端的维护工作更加便捷、实时、高效和安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能电网用电信息采集系统领域，具体涉及一种基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法。
技术介绍
随着Internet技术的不断发展，在嵌入式设备的管理和交互中，基于嵌入式web服务器的开发和应用成为主流。一般采用B/S结构，即在嵌入式设备上运行一个web服务器，该服务器需要支持脚本或CGI功能，采用这种结构实现动态页面的生成。用户只需要在客户端通过web浏览器就可以方便快捷地实现对嵌入式设备的管理、监控和维护。用电信息采集终端是对各信息采集点用电信息采集的设备，可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端(包括集中器、采集器)、分布式能源监控终端等类型。用电信息采集终端在长期运行过程中，因运行环境的复杂性、多样性，多变性及产品使用寿命和开发人员思维逻辑的局限性等因素，针对产品的例行维护尤为重要。用电信息采集终端在开发过程中，也需要对开发过程中遇到的问题进行分析并准确有效定位问题所在，目前针对用电信息采集终端的维护及问题排查方法有以下几种：1、通过log信息和运行日志记录终端运行状况。用电信息采集终端增加log信息或运行日志记录功能，用电信息采集终端在运行过程中，可以将其与其他设备的交互报文或自身运行日志记录在特定的文件中，当现场终端需要维护，则使用FTP、SSH等第三方工具将报文或日志导出至本地，通过对报文或运行日志进行分析确定问题所在；2、通过系统控制台对采集终端进行维护。可以通过系统控制台执行各种Linux指令，实现系统管理、进程管理，查看系统信息、堆栈信息，创建、复制、移动、编辑、删除文件或目录等相关功能，以此来达到对采集终端Linux系统的维护功能；3、采用现场维护设备对采集终端进行维护。现场可以采用掌机对采集终端进行参数查询和设置，也可以对采集终端进行应用程序升级，若结合抄控器可以实现采集终端载波抄表方面问题的排查，可以监听采集终端通过电力线载波与下辖采集器或载波表的交互报文；4、采用专用维护软件对采集终端进行维护。考虑到采集终端维护的必要性，一般各采集终端生产厂家都开发有相应的维护软件，可以实现对采集终端的参数设置、参数查询、远程控制、应用程序升级、终端复位、查询数据、转发抄表等相关功能；5、采用液晶界面对采集终端进行维护。虽然国网公司对液晶屏(LCD)的显示内容、版式、排列位置等都有相应规定，但是可以通过对液晶界面进行扩展，在扩展液晶界面中实现对采集终端的维护功能，还可以实现对采集终端与各设备交互报文的实时显示；6、采用主站系统对采集终端进行维护。主站系统功能强大，能够记录主站与用电信息采集终端的交互报文，可以进行参数设置、查询等操作，可以查询终端内部存储的历史数据，在一定程度上可以实现对采集终端的维护功能。但是目前存在的上述几种维护方法存在如下几方面缺陷：1、交互报文或日志记录功能需要采集终端实时向存储设备中写入终端与其他设备的交互报文或系统运行日志，造成对存储设备的操作过于频繁，会严重影响存储设备的使用寿命，极易造成文件系统所在的flash设备产生坏块；2、采用SSH、FTP、超级终端或专用维护软件等三方软件对采集终端进行维护，大部分需要安装，一般客户考虑到系统运行稳定性和安全性因素，禁止在主站侧安装类似软件，如需使用，则必须携带安装有相应软件的笔记本、网线等设备到现场进行操作，很多采集终端安装位置比较偏远，甚至安装在位置较高的配电箱内，现场维护操作难度很大，采集终端频临高压设备，操作不当会影响人身安全；3、实时性得不到保证。交互报文或运行日志在记录过程中，为防止记录文件过大，需要对文件进行周期性裁剪，或限制报文文件的大小，如果采集终端报文不及时导出到本地进行分析，或许会影响报文的时效性和完整性；4、目前存在的上述几种维护方法都无法从硬件层面实现对采集终端系统的维护，不具备查询硬件寄存器和配置硬件寄存器的功能，也没有对底层硬件驱动程序的检查维护功能；5、单纯通过上述任何一种维护方法都无法实现对Linux系统、应用程序、文件系统、底层驱动的全面维护，需要结合上述多种维护方法并在不同软件之间切换来实现采集终端维护，操作复杂，而且还受软件运行平台限制，正因软件需要安装，因此，相关维护操作必须去现场执行；6、采用掌机和抄控器对现场终端进行维护，需要相关厂家开发对应的掌机软件程序，抄控器直接接触电力线也会影响设备和人身安全，现场维护增加了维护成本；7、采用SSH、FTP等软件对采集终端文件系统进行操作，极易修改某些文件的文件名及文件内容，造成重要文件的数据失效，影响系统运行的稳定性，易造成客户纠纷事件发生。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种可以打破现有维护方式的局限性，增强用电信息采集终端在维护过程中的安全性、实时性和灵活性的基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法。为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法，包括如下步骤：步骤一、提供CGI支持的嵌入式web服务器的移植首先从官方网站上下载嵌入式web服务器源码，根据目标板选择合适的编译器进行源码编译，将编译好的目标文件和配置文件拷贝到目标板相应目录下并将嵌入式web服务器进程设置成采集终端开机自启动；目前使用比较流行的嵌入式web服务器有thttpd、boa、go ahead等，这几款嵌入式web服务器都可以方便地移植到Linux系统中并对CGI提供了很好的支持，本设计之所选择CGI，是因为CGI性能和兼容性都比较好，可以支持多种语言开发，移植性比较好，本维护系统针对并发需求也并不苛刻，CGI完全可以满足设计需求。步骤二、登录认证界面html表单的设计登录认证界面用于验证访问嵌入式web服务器的用户的使用权限，也具备修改用户名和密码的功能；当需要对用户输入的用户名和密码进行验证或将用户更改的用户名和密码传送给web服务器时建立TCP连接并将信息传给web服务器端的CGI进程进行处理；在登录认证界面表单中嵌入JavaScript脚本，当用户输入信息不全时给出提示信息，当用户存在更改用户名、密码需求的时候动态显示用户名、密码修改界面(包括输入原用户名、原密码、新用户名、确认新用户名、新密码、确认新密码等输入框并具备确定、取消、登录等提交按钮)，只有当需要对用户输入的用户名和密码进行验证或将用户更改的用户名和密码传送给服务器时才建立TCP连接并将信息传给服务器端的CGI进程进行处理，登录认证界面html表单设计完成后以.html格式文件存储在目标板web服务器配置文件指定的目录下。步骤三、功能部件选择界面html表单的设计功能部件选择界面提供各维护功能的入口，包括Linux系统维护、应用进程维护、文件系统交互、底层驱动交互、调试接口，功能部件选择界面设计完成之后以.html格式文件存储在目标板web服务器配置文件指定的目录下；步骤四、客户端表单与CGI进程接口扩展协议设计设计客户端表单各功能提交按钮与CGI进程之间的接口扩展协议，采用表单变量FCCV区分以下功能大类：登录信息验证、Linux系统维护、应用进程维护、文件系统交互、底层驱动交互、调试接口；每个功能大类本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、提供CGI支持的嵌入式web服务器的移植首先从官方网站下载嵌入式web服务器源码，然后根据目标板选择合适的编译器进行源码编译，将编译好的目标文件和配置文件拷贝到目标板相应目录下并将嵌入式web服务器进程设置成采集终端开机自启动；步骤二、登录认证界面html表单的设计登录认证界面用于验证访问嵌入式web服务器的用户的使用权限，也具备修改用户名和密码的功能；当需要对用户输入的用户名和密码进行验证或将用户更改的用户名和密码传送给web服务器时建立TCP连接并将信息传给web服务器端的CGI进程进行处理，登录认证界面设计完成以.html格式文件存放在目标板服务器配置文件指定的目录下；步骤三、功能部件选择界面html表单的设计功能部件选择界面提供各维护功能的入口，包括Linux系统维护、应用进程维护、文件系统交互、底层驱动交互、调试接口，功能部件选择界面设计完成以.html格式文件存放在目标板服务器配置文件指定的目录下；步骤四、客户端表单与CGI进程接口扩展协议设计设计客户端表单各功能提交按钮与CGI进程之间的接口扩展协议，采用表单变量FCCV区分以下功能大类：登录信息验证、Linux系统维护、应用进程维护、文件系统交互、底层驱动交互、调试接口；每个功能大类下辖各子功能采用应用层功能码AFN进行区分；步骤五、通用网关接口CGI程序设计首先CGI进程从环境变量REQUEST_METHOD获取表单数据递交方式，如果为GET方式，则从环境变量QUERY_STRING获取表单递交数据，如果为POST方式，则从标准输入中获取表单递交数据；然后按照URL编解码规则，对收到的表单数据进行解码处理，从解析出的表单数据中根据表单变量FCCV不同的值进入以下不同的功能模块程序进行处理：登录信息验证模块、Linux系统维护模块、应用进程维护模块、文件系统交互模块、底层驱动交互模块、调试接口模块。...

【技术特征摘要】
1.基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、提供CGI支持的嵌入式web服务器的移植首先从官方网站下载嵌入式web服务器源码，然后根据目标板选择合适的编译器进行源码编译，将编译好的目标文件和配置文件拷贝到目标板相应目录下并将嵌入式web服务器进程设置成采集终端开机自启动；步骤二、登录认证界面html表单的设计登录认证界面用于验证访问嵌入式web服务器的用户的使用权限，也具备修改用户名和密码的功能；当需要对用户输入的用户名和密码进行验证或将用户更改的用户名和密码传送给web服务器时建立TCP连接并将信息传给web服务器端的CGI进程进行处理，登录认证界面设计完成以.html格式文件存放在目标板服务器配置文件指定的目录下；步骤三、功能部件选择界面html表单的设计功能部件选择界面提供各维护功能的入口，包括Linux系统维护、应用进程维护、文件系统交互、底层驱动交互、调试接口，功能部件选择界面设计完成以.html格式文件存放在目标板服务器配置文件指定的目录下；步骤四、客户端表单与CGI进程接口扩展协议设计设计客户端表单各功能提交按钮与CGI进程之间的接口扩展协议，采用表单变量FCCV区分以下功能大类：登录信息验证、Linux系统维护、应用进程维护、文件系统交互、底层驱动交互、调试接口；每个功能大类下辖各子功能采用应用层功能码AFN进行区分；步骤五、通用网关接口CGI程序设计首先CGI进程从环境变量REQUEST_METHOD获取表单数据递交方式，如果为GET方式，则从环境变量QUERY_STRING获取表单递交数据，如果为POST方式，则从标准输入中获取表单递交数据；然后按照URL编解码规则，对收到的表单数据进行解码处理，从解析出的表单数据中根据表单变量FCCV不同的值进入以下不同的功能模块程序进行处理：登录信息验证模块、Linux系统维护模块、应用进程维护模块、文件系统交互模块、底层驱动交互模块、调试接口模块。2.根据权利要求1所述的基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法，其特征在于：步骤五中登录信息验证模块的处理包括如下步骤：a.检查/etc目录下是否存在passwdnet文件，如果不存在，则新建passwdnet文件，并对默认用户名和密码进行加密处理之后写入passwdnet文件中；b.登录信息验证模块根据应用层功能码AFN不同分为两个子功能：用户登录信息验证和用户登录信息修改；若为用户登录信息验证则执行步骤c，若为用户登录信息修改则执行步骤d；c.打开/etc目录下passwdnet文件，从文件中读取加密处理的用户名和密码，对客户端发送的用户名和密码进行加密处理，若二者一致，则登录信息验证成功，并将功能部件选择界面html表单文件提交客户端；若二者不一致，则返回用户验证失败提示信息，并将登录认证界面html表单文件提交客户端；d.打开/etc目录下passwdnet文件，从文件中读取加密处理的用户名和密码，对客户端发送的原用户名和密码进行加密处理，若二者一致，则将新用户名和密码进行加密处理之后写入passwdnet文件，并将登录认证界面html表单文件提交客户端，提示用户使用新用户名和新密码登录；若二者不一致，则返回原用户名或密码验证失败信息，并将登录认证界面html表单文件提交客户端。3.根据权利要求1所述的基于嵌入式linux实现终端维护和信息发布的方法，其特征在于：步骤五中Linux系统维护模块的处理包括如下步骤：a、从解码之后的表单数据中获取将要执行的Linux指令，调用系统函数popen完成Lin...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明刚，徐军，杨坤龙，李春雷，刘亮，
申请(专利权)人：积成电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37