论文摘要
随着嵌入式技术和无线通讯技术的迅速发展,以嵌入式系统为平台,依赖于无线网络数据传输的数据采集监控终端得到了越来越广泛的应用。本论文在此背景下,对基于ARM嵌入式Linux的数据采集监控终端进行设计和实现。该终端硬件核心采用三星公司的ARM芯片S3C2440,通过移植嵌入式Linux构建一个完整的嵌入式平台。主要实现如下功能：通过Zigbee模块进行现场数据的采集；将采集到的数据存储到SD卡或U盘中,并使用SQlite嵌入式数据库管理数据；人机交互方式采用7寸LCD触摸屏,并使用Qt/Embedded嵌入式图形用户界面引擎设计人机交互界面；通过GPRS模块将终端连接到移动网络,以方便进行远程控制和数据备份。首先根据设计方案进行基于ARM的硬件平台的电路设计、制版以及调试；然后系统的介绍嵌入式Linux的构建过程,重点分析了Linux内核结构和Linux的启动过程,并在此基础上完成内核移植和根文件系统的制作；其次详细介绍了Zigbee模块和GPRS模块的使用方法和通信方式,并在此基础上完成基于Zigbee和GPRS的无线透明传输的通信软件设计；最后进行了SQlite数据库软件设计以及Qt/Embedded图形用户界面的引擎移植和开发。本设计实用性好,性能强大,可以很好的应用于工农生产、科学研究等领域,以完成现场采集,远程备份监控等任务。并且通用性、开放行强,在具体的应用背景中使用此监控终端,只需结合具体背景进行相应的上层应用程序的开发,即可满足工程需要。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题的研究背景及应用前景1.2 数据采集监控终端的关键技术及发展1.3 课题研究内容及意义1.4 论文结构安排第2章 嵌入式数据采集监控终端总体设计方案2.1 数据采集监控终端的功能方案描述2.2 嵌入式系统平台的设计方案2.2.1 嵌入式系统概述2.2.2 嵌入式硬件平台2.2.3 嵌入式操作系统平台2.3 人机交互方式2.3.1 触摸屏2.3.2 Qt/Embedded2.4 数据存储方案2.4.1 SD卡2.4.2 SQLite数据库2.5 数据传输方式2.5.1 无线透明传输2.5.2 基于GPRS的无线透明传输2.5.3 基于Zigbee技术的无线透明传输2.6 本章小结第3章 基于ARM的硬件平台设计与实现3.1 核心板接口3.2 电源电路设计3.3 UART接口3.3.1 串口电路设计3.3.2 串口驱动移植3.4 网络3.4.1 网络部分电路设计3.4.2 网络驱动移植3.5 USB接口3.6 SD卡接口电路与驱动3.6.1 SD卡接口电路3.6.2 SD卡驱动3.7 LCD与触摸屏接口3.7.1 电路设计3.7.2 LCD驱动3.7.3 触摸屏校准3.8 PCB设计3.9 本章小结第4章 基于嵌入式Linux的软件平台的构建4.1 开发环境的建立4.1.1 基本开发环境的建立4.1.2 嵌入式软件的交叉开发模式4.1.3 基于OpenOCD的ARM调试器4.2 Linux内核移植4.2.1 Linux内核组成及源代码目录结构4.2.2 Linux内核修改4.2.3 Linux内核配置4.2.4 Linux内核编译4.3 建立根文件系统4.3.1 根文件系统目录结构的创建4.3.2 Busybox的移植4.3.3 链接库的创建4.3.4 设备文件的创建4.3.5 初始化脚本的创建4.4 YAFFS2文件系统映像4.4.1 YAFFS2文件系统简介4.4.2 添加内核支持4.4.3 制作映像4.5 本章小结第5章 数据采集监控应用软件设计5.1 串口通信软件模块5.1.1 串口属性5.1.2 串口通信5.2 Zigbee的无线透明传输软件模块5.2.1 Zigbee网络的拓扑结构5.2.2 Zigbee模块指令集5.2.3 Zigbee网络的组网与通信5.3 数据存储软件模块5.3.1 SD卡的挂载5.3.2 嵌入式SQlite数据库的移植5.3.3 嵌入式SQlite数据库的建立5.3.4 嵌入式SQlite数据库的管理5.4 GPRS无线透明传输软件模块5.4.1 GPRS模块初始化5.4.2 PPP拨号接入GPRS网络5.4.3 Socket通信实现透明传输5.5 Qt/Embedded嵌入式图形用户界面开发5.5.1 Qt/Embedded的实现结构5.5.2 Qt/Embedded开发流程5.5.3 Qt/Embedded移植5.6 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
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