消防水泵Web服务器的构建与实现

翟娟，潘往丽，罗辉辉，郭楷

摘  要： 本文构建了消防水泵远程监测系统的WEB服务器，阐述了Web服务器的工作原理及流程，CGI交互程序的设计以及HTML表单的设计，主要对消防水泵运行数据的实时显示，历史查询与远程手动控制等功能，并将CGI交互程序与数据库进行连接，实现了动态监控。

关键词： Web服务器;CGI;HTML表单

中图分类号： TP311    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.12.024

本文著录格式：翟娟，潘往丽，罗辉辉，等. 消防水泵Web服务器的构建与实现[J]. 软件，2019，40（12）：106109

Construction and Implementation of Fire Pump Web Server

ZHAI Juan， PAN Wang-li， LUO Hui-hui， GUO Kai

（Guangling college， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225000， China）

【Abstract】： This paper constructs the Web server of the fire pump remote monitoring system， expounds the working principle and process of the Web server， the design of CGI interactive program and HTML form. The main functions of the system are real-time display of operation data of fire pump， historical inquiry and remote manual control. Finally， the CGI interactive program is connected with the database to realize dynamic monitoring.

【Key words】： Webserver; CGI; HTML

0  引言

近年来，我国火灾发生的新闻逐渐增多，导致国家财产损失严重，人员伤害也逐年加大。把各个城市建筑内的消防系统（特别是消防水泵）的巡检检测工作做好，提高我国各种建筑物抗御火灾的能力，是当前消防领域最重要的任务，也是一个新的挑战，因此本文研究了消防水泵远程监控系统。

1  嵌入式Web服务器程序流程

本文的采用的是B/S（Browser/Server）结构的服务器，这种服务器简单来说就是浏览器和服务器架构，可以达到监控消防水泵的运行状况的目的。B/S服务器的工作流程如图1，先初始化，创立和绑定套接字，建立TCP监听80端口（默认端口），用户从浏览器向服务器传输HTTP请求，并罗列相应

图1  嵌入式Web程序流程图

Fig.1  Web program process

的服务事件，等待接收各种反馈信息（某个静态页面或CGI应用程序），接收到反馈信息后退出服务，一个循环结束。

2  CGI交互程序设计

实现动态页面的技术有多种，如：JSP，PHP，CGI，ASP等，不过本系统是在嵌入式Linux环境下进行工作，由于CGI自身的一些特有的优点，并且绝大多数服务器都对它支持，使得它在开发嵌入式Web服务器应用程序时成为大家的首选方法，因此本系统也选用CGI技术。

CGI，也叫CGI脚本，是HTTP服务器连接其他程序的枢纽。大部分的CGI程序的功能是处理表单的信息或者查询数据库等等，然后把处理的结果反馈给浏览器，这样就使得网页有了交互的本领。CGI可以通过多种语言编写，如Perl、Pascal、C、Shell脚本语言等。本系统选择了C语言编写，主要是因为Linux系统自带C编译器，而本系统所用的环境正是Linux系统;硬件方面的通信必须使用C语言;C语言有编译速度快、安全性高等特点。

2.1  CGI工作原理

CGI公共网关接口，在本系统里是负责连接消防水泵和Web服务器的很重要的桥梁，由CGI标准编写的外部扩展程序总要用来处理用户浏览器输入的请求数据，这样就为用户浏览器和Web服务器之间的数据更新提供了动态交互手段。假如没有CGI技术，Web服务器只会呈现一些静态的网页和图片，但是有了CGI技术，Web服务器可以调用外部已有的应用程序（电流，电压，流量等外部应用程序），并将外部程序的数据和Web网页的静态文本和图片等进行组合编程，发送给用户端浏览器。CGI的工作原理图如图2所示。

图2  CGI工作原理

Fig.2  CGI working principle

CGI程序与Web服务器工作过程：

（1）用户浏览器向WEB服务器发送HTTP请求

WEB服务器发送统一资源定位符URL，（可能是针对服务器端的某个或多个静态页面，也有可能是 CGI 外部资源程序），HTTP请求应含有客户端传输给服务器的信息内容。

（2）WEB服務器端处理用户浏览器端的请求

服务器接收到浏览器端发出的HTTP请求后，就会对收到的消息解读分析，比如读取请求的资源定位符URL、映射到对应的物理文件等。对于服务器端来说，它需要分辨出客户端发出的请求的是静态页面（“.html”“.htm”）还是CGI外部程序（“.cgi”）。如果发出的请求是CGI外部应用程序时，这时候服务器会创建对应的CGI程序进程。并按规范将所需的信息请求传送给CGI程序进程，后面的事件就由CGI应用进程来管理。

（3）CGI程序处理客户端请求

CGI 外部程序根据CGI规范读取服务器发送来的各种信息，并对处理客户端的请求，例如，消费水泵运行时发送的数据或者调取数据库的信息，最后将执行的结果按照CGI规范反馈给Web服务器。

（4）WEB服务器将CGI外部程序的处理结果反馈给客户端

CGI外部应用程序处理的结果反馈给客户端后，Web服务器解析CGI外部应用程序的处理的结果，然后将生成 HTTP 的响应消息反馈给用户。

从图2可知，客户端提交信息是通过HTML的表单完成的，表单为用户提供交互的平台，当用户键入信息时，这些信息则会组成表单的数据集，数据集作为HTTP请求消息的一部分传输给Web服务器。提交表单的方法通常有两种：GET和POST，不同的请求方式，所用的环境变量也不同，本文不作详细说明。

2.2  数据参数HTML表单设计

HTML能标记很多种类的应用组件：文本文档、邮件、超媒体、数据库搜索结果、菜单选项等，一般来说HTML文档包括标题、列表、段落和表格，其中文档中会有一些基本的标记符，这些标记符一般都成对的出现，例如、和，另外还有其他标记符，如、

、

表单等。

一般客户端通过发送HTTP请求调取静态网页，而本系统需要远程查看消防水泵的运行数据或历史数据等，即用户需要从浏览器向服务器提交任务请求（查看消防水泵运行数据），服务器解析后并反馈给客户端达到交互目的，这时要用到HTML表单。表单是HTML的一个重要组成部分，一般和脚本、动态页面、数据处理等联系在一起，用户通过客户端提交数据就要用到表单的功能（采集和提交客户端输入的信息）。表单包括输入文本框，多选框，单选框，按钮等，

是用来标记表单的表单标记符，表单里的所有内容都应该在这两个之间，

有两个重要特性：一个是action，表单数据提交后，它来注明需要执行的CGI应用程序的地址，如果用户提交了表单，服务器就按照它提供的CGI程序地址来处理表单。第二个是method，它用来规定表单里的数据是GET还是POST发送方式。

本系统总共设计了6个页面，分别是主页面，登录页面，注册页面，历史数据查询页面，在线监控页面，手动控制页面。

以登录页面为例，采用POST方法进行数据发送，图3为登录界面截图，其他的 HTML 表单设计与此相同。登录页面的主要代码为：

消防水泵远程监控系统

用户名：

密码：< input type=text name= "password ">

< input type = "submit " value= "登录" >

< input type = "submit " value= "注册">

图3  登录界面

Fig.3  login webpage

2.3  CGI程序编写

本文CGI程序包括登录login.cgi、在线监控页面monitor.cgi、历史数据查询页面history.cgi、手动控制页面control.cgi。

（1）登录界面程序login.cgi

登录的响应程序为www/cgi-bin/login.cgi，在登录界面上输入用户名和密码后，CGI首先分析HTML表单提交的信息，然后进行匹配和判断用户名和密码是否一致，判断结束后再返回页面结果，主要代码如下：

char name， password，p;

if（getenv（"CONTENT_LENGTH "））

n=atoi（getenv（"CONTENT_length "））

......

Printf（"Content-type： text/html＼n＼n "）;

if（（strcmp（name， "admin "）！=0|| （strcmp（ password， "123456 "）！=0））

{

printf（"＼n "）;

printf（"＼n "）;

printf（"

用户名或密码不正确，请重试"）;

printf（"＼n"）;

printf（"＼n"）;

fflush（stdout）;

}

else

{

Printf（"%s"，p1）;

fflush（）;

}

fflush（stdout）;

（2）數据查询程序设计history.cgi

数据查询程序首先要打开数据库test.db，读取数据库data中保存的水泵历史运行数据，并将历史数据保存到某个变量中，最后用fprintf命令向客户端发送读取到的历史数据，其主要代码如下：