嵌入式 Linux 視訊監控系統中 thttpd 網頁伺服器移植與功能擴充實戰

專案背景

隨著嵌入式微處理器與網路技術進步，基於 Web 的網路數位視訊監控系統廣受關注。將影像擷取、視訊壓縮與 Web 服務整合於單一嵌入式裝置，支援 PPPoE 動態撥號與靜態 IP 兩種接入方式，透過 HTTP/TCP/IP 處理控制指令與資料庫讀寫，透過 RTP/UDP/IP 傳輸即時影像，實現即插即用、組網彈性高的監控方案。

Web 伺服器選型：為何選 thttpd？

系統核心需求：安全性、流量控制、即時回應、高效能、序列埠指令支援、資料庫離線儲存。uCLinux 下主流三選一：

• Httpd：最簡單，無認證、無 CGI。
• BOA：開源、穩定，但為單任務架構。
• thttpd：簡單、小巧、易移植、快速、安全。預設以一般使用者權限執行，有效阻擋未授權資源存取；完整支援 HTTP Basic Auth (RFC2617)；採多工複用（Multiplex）非 fork 機制處理並發，效能極佳；內建基於 URL 的頻寬限制，視訊流控極便利（Apache 需額外模組且效率較低）。

綜上，thttpd 最符合系統需求。

thttpd 基本功能移植步驟

1. 核心配置：make menuconfig 勾選 BusyBox 中的 thttpd。
2. 修改 config.h 關鍵巨集：

   #define DEFAULT_PORT     80
   #define DEFAULT_DIR      "/home/httpd"
   #define INDEX_NAME       "index.html"
   #define AUTH_FILE        "passwd"
   #define CGI_PATTERN      "/cgi-bin/*.cgi"
   #define CGI_PATH         "/home/httpd/cgi-bin"
   

3. 建立唯讀根檔案系統目錄結構（ROMFS）：修改 vendor/Samsung/4510B/makefile 的 ROMFS_DIRS 加入 home/httpd、home/httpd/cgi-bin。
4. 放置網頁與 CGI 程式：置於 vendor/Generic/httpd、vendor/Generic/httpd/cgi-bin，編譯自動打包進映像檔。
5. 開機自動啟動：在 vendor/Samsung/4510B/rc 加入 thttpd 啟動指令。

HTTP Basic Auth (RFC2617) 實作

1. 編譯 user/htpasswd.c 產生加密帳號檔：

   ./htpasswd -c passwd root
   Adding password for root.
   New password: ********
   Re-type new password: ********
   

2. 將 passwd 複製至 vendor/Generic/httpd，確認 config.h AUTH_FILE 同名。

視訊調度與傳輸實作

主迴圈啟動前依序呼叫 get_device、driver_init、device_init、alloc_resource、interrupt_enable、device_start 啟動 MPEG4 編碼。新增定時器回呼 tmr_create(..., transfer_bitstream, mpeg4_fd, ...) 定期推送位元流。在 handle_read/handle_send 加入連線有效性判斷，完成多用戶視訊調度。

序列埠雲台控制指令支援

1. thttpd.c main() 開啟 /dev/ttyS1，設定 9600 8N1：tcgetattr、cfmakeraw、cfsetispeed/ospeed、tcsetattr。
2. libhttpd.c httpd_parse_request 將 Web 參數轉為雲台指令陣列 cmd。
3. 以 write(com1fd, cmd, YT_CMD_NUM) 發送指令（uCLinux 一切皆檔案）。

配置資訊持久化：MTD 驅動實作

uCLinux 採 ROMFS（唯讀）+ RAM Disk（掉電遺失）。長期保存配置採「劃分固定 Flash 扇區」法（適合低頻寫入），而非 JFFS2（高頻寫入、資源消耗大）。

Flash 分區規劃（2MB）

驅動整合步驟

1. 將分區表放入 drivers/mtd/map，修改對應 Makefile。
2. 啟用 MTD_CHAR（原始字元存取）與 MTD_BLOCK（區塊裝置可建檔案系統）。
3. 在 vendor/Samsung/4510B/makefile DEVICES 加入 mtd0~2 (char) 與 mtdblock0~2 (block)。
4. make menuconfig 勾選 MTD 相關選項編入核心。
5. 應用層透過 open("/dev/mtd2", O_RDWR) 操作配置分區，寫入前暫存於記憶體陣列，批次寫入減少 Flash 操作。

配置管理與啟動流程

• 首次啟動檢查 system config 分區是否未初始化（全 0xFF 或 0x00），載入預設配置。
• 將 mtd-utils.c 複製至 user/thttpd 直接呼叫 read/write。

結語

嵌入式 Web Server 結合 CGI 使系統管理更直觀。本文從架構選型、移植、認證、視訊傳輸、序列埠控制、MTD 持久化完整實作，為所有基於嵌入式 Web 技術的監控系統設計提供實戰參考。