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Webinterface für eingebettete Systeme in Dual-Server-Architektur

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Webinterface für eingebettete Systeme in Dual-Server-Architektur. M. Handy, R. Rennert, D. Timmermann. Nürnberg, 19.02.2002. Agenda. Einführung Modell der DS-Architektur Prototyp Funktionsweise Zusammenfassung. Einführung (1).

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Webinterface für eingebettete Systeme in Dual-Server-Architektur

M. Handy, R. Rennert, D. Timmermann

Nürnberg, 19.02.2002

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Agenda

  • Einführung
  • Modell der DS-Architektur
  • Prototyp
  • Funktionsweise
  • Zusammenfassung
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Einführung(1)

  • eingebettete Systeme sind bereits heute in einer Vielzahl von konventionellen Geräten vorhanden
  • „Inflation der Funktionalitäten“durch fortschreitende Miniaturisierung und Erhöhung des Funktionsumfangs
  • schlechte Benutzbarkeit bei vielen vorhandenen Systemen
  • fehlende „Affordances“
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Einführung (2)

EntscheidendesEvaluierungskriteriumtechnischer Geräte:

Relevanz

Bediener-freundlichkeit

Funktionsumfang

Zeit

Problem: Wie können eingebettete Systeme komfortabel bedienbar gemacht werden?

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Einführung (3)

Lösung: Einsatz von Embedded Webservern

  • Vorteile:
  • Überwachung und Steuerung aus der Ferne möglich
  • einfache u. flexible Möglichkeit, Benutzerschnittstellen zu entwickeln

Interfaces werden in HTML, XML etc. entwickelt und um gerätespezifische Abschnitte erweitert

Schnittstelle Browser  Hardware: CGI-Programme, Java-Applets, ...

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Einführung(4)

...flexibel, einfach – aber komfortabel?

  • Einsatz von Embedded Webservern hebt nicht dieRessourcenbeschränkungenauf, denen eingebettete Systeme unterliegen
  • Die Kommunikation mit dem Embedded PC läuft nun lediglich nach demClient-Server-Paradigma

Abhilfe: verteiltes Softwaresystem:

Dual-Server-Architektur

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Embedded Webserver (n)

Embedded Webserver

Webbrowser

(Client)

Embedded Webserver (2)

Embedded Webserver

Applikations-server

Modell

  • Webbrowser
  • ermöglicht Plattformunab-hängigkeit der Benutzer-schnittstelle
  • Embedded Webserver
  • auch als Aggregat mehrerer Embedded Webserver möglich
  • Applikationsserver
  • Datenbankanbindung
  • dynamische Webseiten
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Prototyp – Der Embedded Webserver

  • Gesytec DIMM PC EC
  • 66 MHz AMD ELAN SC410 Prozessor
  • 4 MB Flash / 8 MB DRAM
  • MS Windows CE 2.11/3.0
  • Gipsy HTTP-Server
  • Zugriff auf Hardware-Schnittstellen via DLL

 Auf der Client-Seite werden Verbindungen zum DIMM PC EC überJava-Appletsverwaltet.

Zugriff auf den DIMM PC EC von jedem Browser aus möglich!

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Prototyp – Der Applikationsserver

Jakarta - Tomcat 4

  • Open Source
  • offizielle Referenzimplementierung der Servlet 2.3 API und der JSP 1.2 API
  • kann als eigenständiger HTTP/JSP-Server laufen oder als Apache-Modul installiert werden
  • leichte Portierbarkeit von Tomcat-Webapplikationen auf andere Java-fähige Webserver (IBM Websphere, BEA Weblogic)

Unterstützung des ressourcen- und funktionsarmen Embedded Webserver bei der Datenhaltung und Datenverarbeitung

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Funktionsweise (1)

  • Browser fordertStartseitedes Interface an  wird vomApplikationsservergeladen
  • HTML-Code enthält mehrere Java-Applet-Aufrufe Appletswerden vomEmbedded Webservergeladen
  • Applets ermöglichen Zugriff auf Hardware des Embedded PC

<applet code="c_applet" name="c<%=i%>" width="20" height="20" align="absmiddle" codebase=”http://139.30.201.100”>

<param name="nv_id" value="<%= nv_id %>">

<param name="img0" value="pics/bulb1.gif">

<param name="img4" value="pics/bulb3.gif">

<% if ( nv_id.startsWith("O") ) { %>

<param name="option" value="send">

<% } %>

</applet>

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Funktionsweise (2)

Emb. Webserver

Verbindung über Java-Applets (Port 4211)

datapoints.dll

http-Client

http-request /response (Port 80)

JDBC-ODBC-Bridge

Datenbank

Applikationsserver

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Funktionsweise (3)

e-syHome- Beispielanwendung der DS-Architektur

 dynamisch generierbares Webinterface für die Gebäudeautomation

 verteilte Sensoren und Aktoren über einegemeinsame Benutzer-schnittstellebedienbar

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Funktionsweise (4) – Der Informationsfluss

Prozessinformation der Embedded PCs

Darstellungsbezogene Zusatzinformationen auf Applikationsserver (DB)

plattformabhängig

Integration in Java-Applets

HTML-Erzeugung durch Servlets

Applet-Daten

HTML-Code

plattformunabhängig

Darstellung im Browser

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Zusammenfassung (1)

Vorteile der Dual-Server-Architektur:

  • Mehrere Embedded PC über einezentrale Benutzerschnittstellebedienbar
  • weiterer Embedded PC  kein weiteres Interface
  • bedienerfreundliche undergonomischeGestaltung vonBenutzerschnittstellenfür eingebettete Systeme möglich
  • vereinfachte Wartungdes Benutzer-Interface
  • gutePortierbarkeitdes Systems, da ein großer Anteil der Informationen für die Benutzerschnittstelle nicht auf dem Embedded PC gehalten werden
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Zusammenfassung (2)

Fazit:

Bedienerfreundlichkeit und Komplexität einer Benutzerschnittstelle müssen sich auch bei begrenzten Ressourcen nicht ausschließen.

  • Ressourcenunterschied zwischen eingebetteten und Standard-Desktop-Systemen wird immer vorhanden sein
  • Dual-Server-Architektur zeigt, wie diese Ressourcenbeschränkungen für Embedded PCs umgangen werden können
  • Der Nachteil der fortschreitenden Miniaturisierung kann dadurch ausgeglichen werden, dass reale durch virtuelle Affordances ersetzt werden.
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