以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式技术,已在很多领域得到了广泛的应用。由于互联网的应用日益普及,信息共享的程度不断提高,传统的串行通讯和并行通讯方式的缺点日益凸出,嵌入式设备的网络化已经成为网络发展的必然趋势。Forrester Research的研究显示,到2010年,将有95%的连网设备不再是传统的计算机,而是带网络功能的嵌入式系统。 本文根据在PC104系统下实现网络通信功能的成功案例,构建了基于ARM7微处理器和uCLinux操作系统的实验平台,完成了网络接口设计,并实现了嵌入式系统的网络通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作为主控芯片,采用高度集成的以太网芯片RTL8019AS作为网络接口。选择Linux操作系统进行裁剪和移植,分析并实现了嵌入式TCP/IP协议栈。编写了底层网络驱动程序,实现了嵌入式硬件平台和PCLinux系统之间的基于网络的数据传输;同时实现了嵌入式系统同WindowsXP系统之间的基于网络的数据传输;通过对比实验,对网络数据传输协议和算法进行了研究和优化,完善了ARM嵌入式系统的网络功能。 大量的数据传输及可靠性测试实验表明,本文所设计的嵌入式系统网络功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都达到了预期的目标,具有实际的应用价值!
上传时间: 2013-07-19
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随着计算机、通信及网络技术的高速发展,嵌入式系统广泛地渗透到各行各业及人们日常生活的方方面面中。由于嵌入式系统的复杂性不断增加,嵌入式操作系统成为了嵌入式系统中最重要的组成部分。在各种嵌入式操作系统中,Linux凭借其性能优异、结构清晰、平台支持广泛、网络支持强劲及开放源代码等多方面的优势,被嵌入式系统开发者广泛的采用。同时随着近几年来国内嵌入式领域发展非常迅速,其中32位ARM处理器结构体系的嵌入式CPU在商用领域、工控领域和军用领域都得到了广泛使用。 近几年随着无线通信技术、传感器技术、信息采集和处理技术的飞速发展,出现了低成本、低功耗、多功能的微型无线传感器节点。无线传感器网络是随着传感器节点的发展而兴起的计算机科学技术的一个新的研究领域,它是由一组无线传感器节点通过ad-hoc方式构成的无线网络,综合传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,并传送到需要这些信息的用户处。这种无线网络系统被广泛地用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐救灾等领域,具有十分巨大的发展潜力,引起了学术界和工业界的高度重视。 目前,手持终端的应用范围主要是在商业领域,开发一款适合在工业现场等无线传感网络监控领域的手持终端是本文的初衷。本文从嵌入式系统的角度,采用目前比较流行的ARM9处理器和嵌入式Linux的操作系统,阐述手持终端硬件平台的设计和软件的移植方案;接着研究了系统引导程序的原理、设备驱动开发的关键点、根文件系统的制作方法。在此基础上,分析和移植引导程序U-Boot 1.1.4的实现、无线收发芯片CC2420的驱动开发和帧缓冲驱动的开发,并针对目标平台的特点完成了文件系统的构建;然后介绍了基于Qt/Embedded的图形界面开发的基础,最后对本文研究工作进行总结。
上传时间: 2013-06-26
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随着全球经济不断增长和信息技术持续发展,越来越多用户提出了对数据、语音和视讯等宽带接入业务的需求。传统的接入网技术己成为新一代宽带通信网络建设的瓶颈,通信网络的宽带化成为一个必然的趋势。在众多新兴的接入技术中,宽带无线接入技术以其特有的优势成为近年来通信技术市场的最大亮点。基于IEEE802.16e的WiMAX技术作为一种面向无线城域网(WMAN)的宽带接入方案,正以其优异的性能和广阔的市场前景而倍受关注。 本文是基于WiMAX技术的网络终端的设计,根据IEEE802.16e协议,物理层需要对收发信息进行编解码、调制解调等的处理,其中包含很多运算密集的算法;这些处理有些适合硬件逻辑实现,有些适合数字信号处理器实现,所以设计采用了FPGAs+DSPs的实现方式。考虑对接收和发送数据的不同处理,在详细分析上行和下行链路的工作过程的基础上,对模块的进行了详细划分,并对系统的FPGA部分进行了详细设计。 设计中本文充分考虑了FPGA和DSP之间处理的优缺点,并注意避免器件之间通信的复杂化,在满足器件之间数据流量的同时,尽量使数据流向简单化,避免了延时增加和接口带宽调度的复杂化。最终整个设计完成完整的802.16e网络终端的物理层基带处理功能。
上传时间: 2013-06-01
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由于集成电路产业在中国的飞速发展,FPGA设计技术,作为一种灵活性很强的芯片设计技术,在国内得到广泛的应用.由于芯片的可升级性和开发自主知识产权芯片的必要性,在北京邮电大学宽带通信网络实验室开发的三层以太网交换机项目中,以太网口和ATM口之间的数据通道的实现上采用了FPGA设计方法.该文主要集中在ATM口之间的数据通道的HEC头校验的FPGA实现.并完成了硬件设计、配置、硬件测试联调工作以及论文撰写工作.硬件的设计和开发基于Protel99和Tornado/VxWorks,软件的设计和开发采用了标准的VHDL语言,开发环境是WINDOWS,开发工具是Xilinx公司的iSE4.1i集成开发环境.随着网络设备的发展,位于网络边缘的设备将会变得更加灵巧,更加迎合网络发展的需要,在网络设备上越来越多地引入了网络处理器.我们实验室和Intel建立了联合实验室,在此基础上,我们要把网络处理器评估板硬件上,运行软件,使其成为路由器,首先要加载的就是网络路由协议.由于Linux的开放源代码,所以我们决定采用Linux做嵌入式系统,在上面运行zebra的路由协议.Zebra是linux上面的开放源代码的路由软件.
上传时间: 2013-07-08
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嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。目前,嵌入式系统己经广泛应用到工业、交通、能源、通信、科研、医疗卫生、国防以及日常生活等领域,并不断朝着体积小,功能强的方向发展。嵌入式系统不同于原来的单片机系统,它不仅有自己的操作系统,上层应用程序,而且还具备网络通信和信息管理的功能。 ARM体系的处理器是目前嵌入式系统中使用最广泛的处理器。它采用了RISC技术,具有寻址方式简单,寄存器多,指令长度固定等的特点使得它的处理速度快,执行效率高。由于Linux对于ARM技术的支持,具有内核可裁减,网络功能强大,代码开放的特点,把Linux应用到嵌入式系统中,能充分发挥ARM和Linux的优势。 论文以“掌上中文语言学习系统”项目为依托,以ARM体系处理器和Ljnux操作系统的嵌入式系统为基础,构建一个掌上语言学习设备。 论文首先进行了开发环境的设计与搭建,对开发主机进行TFTP服务器、NFS服务器、minicom串口通信和GNU交叉工具链进行配置。实现了针对NAND闪存的U-Boot启动程序的建立,并对Linux操作系统内核进行了移植工作。最后利用图形界面系统MiniGUI和远程调试技术实现了掌上语言学习的软件功能。
上传时间: 2013-07-24
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近年来,随着嵌入式系统的快速发展,越来越多的嵌入式设备被用于工业控制、智能家居等领域。同时伴随着网络技术的发展,嵌入式设备通过网络接入局域网或者Internet已经逐步成为发展的趋势。通过在嵌入式设备中内置Web服务器,用户可以在任何一台联网的计算机上通过浏览器来获取设备的信息,用户还可以通过网络对设备进行配置和管理。因此研究和开发嵌入式Web服务器具有重要的实际意义和应用价值。 本文在S3C44BOX开发板上使用μClinux操作系统作为开发平台,开发并实现了嵌入式Web服务器。文中提出了2种实现方案,一种是基于boa的嵌入式Web服务器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的编写,在此基础上实现了动、静态页面的生成和简单的控制功能。另一种方案是基于HTTP协议和socket编程所开发的嵌入式Web服务器,在此方案中实现了HTTP协议的GET和POST请求方式,能够生成简单的动态页面,实现了历史数据的保存功能,还能够根据用户在浏览器端的请求进行相应的控制和管理。 论文首先对嵌入式Web服务器的体系结构进行了分析,然后介绍了S3C44BOX硬件开发平台,并分析了bootloader的基本原理和实现过程。随后对μClinux操作系统的特点和网卡驱动程序进行了分析,并着重介绍了μClinux的移植过程。在第五章,论文详细分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作机制,并介绍了Web服务器中CGI的工作原理,最后分析了boa服务器的移植和CGI程序的编写以及Web服务器的测试等。在第六章,在HTTP协议分析和网络编程的基础上,提出了嵌入式Web服务器的设计思想、程序流程图,重点分析了Web服务器主程序流程、动态页面的生成、历史数据查询的实现等,也分析了Web服务器中各种控制功能的实现流程,最后给出了Web服务器的测试结果。
上传时间: 2013-05-17
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随着电子设备的迅猛发展,“让全部设备接入网络”已经成为一种发展趋势。通过嵌入式串口服务器,可以让现有的串行设备拥有联网功能,避免了投资大量人力、物力,有利于对传统串行设备进行更换或者升级。 本文设计的串口服务器采用嵌入式处理器和Linux操作系统,把现有的基于串行接口的数据转化成以太网数据,然后进行数据存取,将传统的串行数据送往网络。 论文主要研究了以下内容: 第一,在研究串口服务器网关工作机理的基础上,分析高性能串口网络服务器的功能需求。 第二,基于AT91ARM9200微处理器及LXT971ALE网络接口芯片等构建嵌入式系统,完成RS232-TCP/IP转换网关的软硬件设计,实现最多32路串行终端同时接入以太网的高性能串口服务器。 第三,在RH Linux 9.0为ARM处理器提供的交叉开发工具下移植Linux,为嵌入式串口服务器设计服务器端与客户端工作模式,同时设计实现系统参数的在线配置功能。 第四,在客户端和服务器端分别设计串口服务器的基本API函数,为系统二次开发打下良好的基础。
上传时间: 2013-04-24
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ZigBee是近年来出现的一种新型无线通信技术,其具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点,在家用系统控制、楼宇自动化、工业监控领域具有广阔的市场空间。ZigBee的物理层和数据链路层由IEEE802.15.4工作组制定,高层(网络层、数据安全性及互边互通应用)由ZigBee联盟负责。 随着ZigBee技术在工业现场应用,越来越多的ZigBee设备终端将出现在工业现场,这就提出了将这些ZigBee设备与传统的以太网连接起来要求,为此需要设计一个无线的ZigBee网关来进行数据转发,因此对ZigBee网关的研究和设计具有重要的意义。 本系统选用基于ARM 920T内核的S3C2410作为ZigBee网关的主处理器,并且选用符合802.15.4标准的CC2420作为ZigBee网关的无线收发器。为了降低开发成本以及方便程序升级,网关选用开源嵌入式Linux操作系统,基于2.6.内核进行开发。本文主要对网关软件部分进行了深入研究。软件部分主要由2个程序组成:无线收发器的驱动程序和网关程序。其中网关程序主要包含Zigbee协议栈模块和网关通信模块。开发和测试主要语言采用标准C语言,驱动部分测试部分采用Bash脚本。 本文首先介绍了无线通信的背景知识和ZigBee协议栈,然后详细阐述了采用Linux来进行无线收发器驱动程序设计的关键点,同时对基于Linux的嵌入式ZigBee网关协议栈进行了移植,并且给出了ZigBee网关通信程序的设计方法以及程序的编译、调试和测试方法,实现了将ZigBee设备的数据及其状态转发给上位数据服务器的过程,最后还提出了作者对未来工作方向的一些改进思路和方法。
上传时间: 2013-07-17
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随着科学技术的不断发展,嵌入式系统得到了广泛的应用。在当今的工业控制领域,控制逻辑和功能变得越来越复杂,简单的嵌入式系统己经不能满足工业生产需求,而带有高性能处理器以及完整操作系统的嵌入式系统的引入将逐渐成为工业控制自动化发展的方向。 本文对用于工业供水设备测控的工业供水测控系统展开研究。首先,在ARM嵌入式最小系统的基础上建立通用的硬件平台,对平台的硬件结构进行设计,特别是对于关键的接口电路进行了比较深入的研究,针对供水设备测控的不同要求,集成了多种接口电路。其次,在实现嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ在ARM上可移植的基础上,建立了测控系统的软件平台,对接口电路驱动程序进行模块化设计。最后,在研制出的测控平台上,加入了电力参数与传感器数据监测电路以及开关量输入/输出电路,特别是对工频交流信号有效值的测量进行了较深入的硬件设计以及软件算法研究,并对测控系统的无线通讯部分进行了设计。 在上述工作的基础上,开发出嵌入式无线工业供水测控系统样机。工业现场近半年来试运行的结果表明:该基于ARM的嵌入式无线工业供水测控系统设计合理,性能稳定可靠,达到了设计的要求。
上传时间: 2013-06-23
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在数字化推进速度加快的大背景下,全球农业也由传统农业向现代农业方向转变,而实现农业信息与数字化则是现代化农业的重要标志与核心技术。我国农业具有地域分散、对象多样、生物自身变异大、环境因子不确定等特点,也是受环境影响最明显的领域,因此对环境与生物信息的监测显得十分重要。同时现代无线网络信息技术和计算机应用等技术近几年得到了长足的发展,广泛的应用于工业的各个领域。因此,将这些最新的技术应用于相对发展较慢的农业各领域显得迫在眉睫。 本文根据农业对象具有偏远、分散、易变、多样等特点,提出了一种针对农业环境信息远程监测的系统设计方案,并从软件和硬件二方面详细介绍了系统方案的设计和实现方法。本研究通过采用μC/OS-Ⅱ系统的嵌入式技术,实现了数据采集系统底层网络与信息发布上层网络的无缝连接为建立基于WEB的农业环境远程监测系统奠定了基础,同时也为农业网络通信“最后一公里”问题的解决提供了一种解决方案。 该系统的设计充分利用了网络技术。通过INTERNET,用户可以随时了解农业环境的实时情况以采取措施。系统中嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的应用提高了系统的实时性、可靠性和可扩展性:减少了对系统硬件的依赖,增加了系统安全性;降低了成本。特别是自主开发的核心板卡,经连续的调试运行稳定、数据可靠。 本文首先介绍了高速实时数据采集系统的发展和现状。由于传统的设计方式的欠缺而考虑到将嵌入式操作系统引入到该系统中,很好的解决了多传感器的接入,使得本系统具有巨大的灵活性和可扩展性。 本文以源码开放的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ为核心,以LPC2210微控制器为载体,充分利用GPRS无线网络传输技术,实现了高速实时信息监测系统的关键设计。 考虑到该系统以后的可扩展性,在设计的过程中硬件部分预留了一部分接口电路以备后续开发使用;软件的设计过程中应该注意的问题和实际操作中出现的一系列问题以及解决办法在文中都有详细的说明,并且软件的基本构架在文章中也有所体现,文章结尾给出了一些系统经实验后在WEB上发布显示的数据。
上传时间: 2013-05-17
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