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) 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“

Einführung (2) Entscheidendes Evaluierungskriterium technischer Geräte: Relevanz Bediener-freundlichkeit Funktionsumfang Zeit Problem: Wie können eingebettete Systeme komfortabel bedienbar gemacht werden?

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, ...

Dual-Server-Architektur Einführung (4) ...flexibel, einfach – aber komfortabel? Einsatz von Embedded Webservern hebt nicht die Ressourcenbeschränkungen auf, denen eingebettete Systeme unterliegen Die Kommunikation mit dem Embedded PC läuft nun lediglich nach dem Client-Server-Paradigma Abhilfe: verteiltes Softwaresystem: Dual-Server-Architektur

Embedded Webserver (n) Modell Webbrowser (Client) Embedded Webserver (n) Embedded Webserver Embedded Webserver (2) Applikations-server Webbrowser ermöglicht Plattformunab-hängigkeit der Benutzer-schnittstelle Embedded Webserver auch als Aggregat mehrerer Embedded Webserver möglich Applikationsserver Datenbankanbindung dynamische Webseiten

Zugriff auf den DIMM PC EC von jedem Browser aus möglich! 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 über Java-Applets verwaltet. Zugriff auf den DIMM PC EC von jedem Browser aus möglich!

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

Funktionsweise (1) Browser fordert Startseite des Interface an  wird vom Applikationsserver geladen HTML-Code enthält mehrere Java-Applet-Aufrufe Applets werden vom Embedded Webserver geladen 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>

Funktionsweise (2) datapoints.dll Emb. Webserver Verbindung über Java-Applets (Port 4211) datapoints.dll http-Client http-request /response (Port 80) JDBC-ODBC-Bridge Datenbank Applikationsserver

Funktionsweise (3) e-syHome - Beispielanwendung der DS-Architektur  dynamisch generierbares Webinterface für die Gebäudeautomation  verteilte Sensoren und Aktoren über eine gemeinsame Benutzer-schnittstelle bedienbar

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

Zusammenfassung (1) Vorteile der Dual-Server-Architektur: Mehrere Embedded PC über eine zentrale Benutzerschnittstelle bedienbar weiterer Embedded PC  kein weiteres Interface bedienerfreundliche und ergonomische Gestaltung von Benutzerschnittstellen für eingebettete Systeme möglich vereinfachte Wartung des Benutzer-Interface gute Portierbarkeit des Systems, da ein großer Anteil der Informationen für die Benutzerschnittstelle nicht auf dem Embedded PC gehalten werden

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.