近年來,隨著嵌入式系統的快速發展,越來越多的嵌入式設備被用于工業控制、智能家居等領域。同時伴隨著網絡技術的發展,嵌入式設備通過網絡接入局域網或者Internet已經逐步成為發展的趨勢。通過在嵌入式設備中內置Web服務器,用戶可以在任何一臺聯網的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息,用戶還可以通過網絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發板上使用μClinux操作系統作為開發平臺,開發并實現了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現方案,一種是基于boa的嵌入式Web服務器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫,在此基礎上實現了動、靜態頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協議和socket編程所開發的嵌入式Web服務器,在此方案中實現了HTTP協議的GET和POST請求方式,能夠生成簡單的動態頁面,實現了歷史數據的保存功能,還能夠根據用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結構進行了分析,然后介紹了S3C44BOX硬件開發平臺,并分析了bootloader的基本原理和實現過程。隨后對μClinux操作系統的特點和網卡驅動程序進行了分析,并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章,論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制,并介紹了Web服務器中CGI的工作原理,最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章,在HTTP協議分析和網絡編程的基礎上,提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖,重點分析了Web服務器主程序流程、動態頁面的生成、歷史數據查詢的實現等,也分析了Web服務器中各種控制功能的實現流程,最后給出了Web服務器的測試結果。
上傳時間: 2013-05-17
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嵌入式系統近年持續迅猛發展,已經成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業應用的突出特點,目前已經廣泛應用于網絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優異性能,已成為移動通信、手持計算、多媒體數字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中,Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網絡支持等優點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優秀嵌入式操作系統,專門針對沒有MMU的處理器設計,支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優秀性能,有良好的網絡支持,完善的驅動支持,高度的模塊化,開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統研究領域的首選操作系統之一。 本課題以嵌入式手持式電能質量分析儀前期實驗開發板為研究目標,根據嵌入式體系結構和嵌入式系統設計的原理,構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發平臺,并根據該硬件平臺的結構特點移植了uClinux操作系統,同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點,結合uClinux多進程和共享內存機制設計了數據采集程序,實現了對三路0~2.5V模擬信號的高性能采集,增強了系統數據處理的實時性,提高了工作效率,為后續開發奠定了基礎。 論文從嵌入式系統應用的角度出發,分析了嵌入式體系結構、uClinux運行機制和內核特點;闡述了Bootloader設計及操作系統移植的要點;介紹了接口驅動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間: 2013-07-23
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本課題對DQPSK調制解調技術的FPGA實現進行了比較全面的研究,利用DQPSK調制技術實現了碼速200Kbps的調制器。調制載頻3.2MHz、帶寬180KHz、帶外抑制大于45dB,調制器設計達到預定要求。解調器硬件完成,軟件未全部實現,但完成了CIC濾波器、載波跟蹤環、位定時同步、并串轉換等幾個關鍵模塊的設計。對解調器做了實驗測試,驗證了相關模塊設計的正確性,解調器中重要的載波同步功能已能實現。 在本文中,主要介紹了DQPSK調制解調技術的FPGA實現。著重對差分編解碼、成形濾波器、Costas載波跟蹤環以及CIC濾波器進行了詳細敘述,對硬件設計則做了簡要的說明,給出了主要電路圖和實物圖。 在重要設計環節上,文中進行了比較細致的Matlab仿真及System View仿真,并給出了相關分析與說明。最后,采用VHDL 硬件描述語言對系統進行了設計與實現。文中對位定時同步以及CIC濾波器的可變速設計做了創新與改進。
上傳時間: 2013-05-22
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本文以一個PDA項目為依托,在項目中,主要是開發該設備的軟件。其工作包括:上層應用程序的開發、引導程序的編寫、Linux操作系統的移植和各種外設驅動程序的編寫以及文件系統的改進。 本文首先分析了Linux操作系統的虛擬文件系統、高速緩沖區、MTD以及驅動程序模塊。接著,本文分析了JFFS2文件系統的不足,以及在大容量閃存設備中掛載速度過慢的原因。然后,本文結合JFFS2文件系統在開發過程中所出現的各種問題,以及在大容量閃存芯片上進行掛載時的性能要求,對JFFS2文件系統作了一些實際的改進。文中的創新性貢獻包括以下幾個方面: (1)在掃描一個擦除塊之前,首先把擦除塊中的所有內容讀進內存。然后,在內存中進行所有的判斷操作以及拷貝,這樣就可以減少I/O操作。另外,由于所有的拷貝操作都在內存中進行,所以掛載速度就可以有所提升。 (2)通過加入“空閑區域管理節點”對閃存中的空閑區域進行管理。這樣,在掃描的過程中,一旦發現該節點就可以跳過它所描述的空閑區域,從而加快掛載的速度。 (3)在掃描的階段中對有效數據實體進行硬鏈接數的計算,因此,臨時目錄節點就不需要創建了,這樣也免除了臨時目錄的刪除步驟,所以對掛載速度也有明顯的提高。 最后,基于以上的研究與改進,結合本項目的實際要求,對大容量閃存設備的JFFS2文件系統的掛載過程進行了改進的實踐。
上傳時間: 2013-07-26
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基于ARM的嵌入式網絡電能計量系統的研究電力電子與電力傳動專業隨著市場經濟的不斷發展,人們生活水平的日益提高,用電量也持續上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統計繁瑣等缺點,因此,研究開發高精度、低功耗、網絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統技術是近幾年電子產品設計領域最為熱門的技術之一,目前已廣泛應用于工業控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統正對人類的后PC時代產生著深遠的影響。 本文針對傳統的機電式電能表的缺點和不足,結合當前的嵌入式系統技術和網絡技術,研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網傳輸的嵌入式網絡電能表系統。此系統主要由網絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器,采用ARM公司的ARM7TDMI-S內核,提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用L2C2290處理器,不但降低了整個系統的設計成本,而且也大大減少了額外的接口電路。網絡中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統內嵌的BOA實現嵌入式WEB服務器,并應用CGI接口程序完成了動態網頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現。網絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信,保證了信息的可靠性。當客戶端通過網絡瀏覽器訪問WEB服務器時,CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數據上傳給客戶端,實現網絡自動抄表。
上傳時間: 2013-06-23
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統的關鍵設備,作為配電開關,用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環境的礦井中,控制和保護低壓供電網絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產安全和生產效率,而目前國內饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網絡控制系統應用到饋電開關中,通過對礦山供電系統工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內核)嵌入式網絡控制系統的研究,實現了總體網絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統硬件電路的設計;通過對嵌入式實時操作系統的移植、嵌入式TCP/IP協議棧的實現和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析,完成了監控主機與嵌入式系統的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫,從而實現了礦井地面監控主機與井下嵌入式系統饋電開關的快速通信,解決了地面監控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監控的難題,最終設計出一套集實時保護控制和遠程監控功能于一身的智能型饋電開關網絡控制系統。 實驗結果表明:在嵌入式系統端的通信軟件和監控主機端的通信軟件的驅動下,實現了嵌入式系統與監控主機的快速遠程通信,通信速度快、可靠性高、可視化效果好,完全滿足了監控系統的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺,為提高煤礦井下設備的遠程智能監控水平和安全操控系數提供了新的解決方法,為地面監控系統實現更大規模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
上傳時間: 2013-06-25
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
上傳時間: 2013-07-02
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傳感器是測控系統的重要組成部分,但有些傳感器,如增量式或絕對式旋轉編碼器,因無配套的二次儀表,給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表,但價格昂貴,功能單一且功能無法擴展。為此,本課題以設計一種通用性強,功能擴展方便的測量儀表為目的,將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中,設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括: 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上,提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上,對嵌入式系統進行了一定的擴展,編寫了LCD驅動程序,調用了串口通信,A/D轉換等模塊的API函數,建立了多任務環境,使儀表兼具PWM脈寬調制功能、數據采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉編碼器實驗、轉矩轉速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建,降低了軟件設計的復雜度,提高了系統的實時性和靈活性,縮短了開發周期。經過實驗驗證,該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數字信號。
上傳時間: 2013-04-24
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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本課題是江蘇省“十一五”工業攻關項目“總線化智能多參數高精度檢測及控制儀表開發與產業化(BE2006090)”。本項目要求多環境參數測控、多總線接口,選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數測控精度和多網絡接口通訊可靠性,嵌入式設計是應用系統的理想選擇。本文所研究的多參數測控裝置是以三星公司生產的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統,該系統能實時地獲取水環境參數,為水環境和多總線接口提供基本的數據和控制信息。 本文詳細地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協議和通訊原理,闡述了水產養殖幾個重要環境參數一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調理電路和溫度、溶解氧的控制策略,進行了測控系統的硬件架構和各個模塊的原理設計,實現了操作系統的移植,編寫了驅動程序。在基于QT/E環境下實現了系統的測控和總線通訊部分上層軟件設計。提出并實施了系統測試方案,成功地完成了測控系統的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現場在線測試。 本論文的研究開發工作是在實踐的基礎上完成的,實驗結果證明該系統充分利用了S3C2410芯片提供的資源,具有高性能、低功耗、低成本的優點,在各個方面的性能比傳統的水環境參數測控系統有很大提高,通過測試實現了預期的各種功能,完全達到預期要求。
上傳時間: 2013-06-28
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