基于嵌入式Internet的电气火灾监控系统的研究和应用

论文摘要

从《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）把电气火灾防范作为一个课题单独列出伊始,两年多的时间转瞬即过,随着人们思想认知的磨合和诸多厂家产品的推陈出新,电气火灾监控系统的应用正从稚嫩和浮燥的阶段逐步走向成熟和稳步发展的阶段。在发展的过程中,问题的呈现同样不可避免。由于目前业内的电气火灾监控系统绝大多数都是简单的RS-485简单组网的系统,系统的局限性、孤立性等问题逐渐暴露出来。本文以北京某公司的项目中安装的电气火灾监控系统为研究对象,讲述了电气火灾监控系统的工作原理以及基于嵌入式Internet远程监控系统的实现,针对现有的监控系统中所存在的不足,在不改变系统底层架构的前提下,采用嵌入式Internet技术来对现有系统的监控终端进行开发。论文主要采用公司的电气火灾探测器和嵌入式主机构建了系统开发的硬件环境,采用嵌入式Linux操作系统构建了监控系统的软件环境,依次进行了Bootloader、Linux-2.6.14.1内核、cramfs根文件系统的制作,并移植到以32位嵌入式微处理器ARM920T为核心的硬件平台上。根据电气火灾监控系统的现场要求和国家的相关规定,在嵌入式主机内部,主要进行了以下几个方面的工作:分析了嵌入式GUI的现状,介绍了Qt的信号与槽机制,选用Qt/Embedded技术进行人机交互界面的开发;为了满足系统的数据存储需求,进行了嵌入式数据库SQLite的移植工作;研究了嵌入式Web服务器的工作原理和相关技术,比较了几种服务器之后,选择了Boa进行开发,解决系统的孤立性问题,实现真正意义上的远程监控。最后,论文分析了工程的具体情况,并把解决方案和现有系统进行了比较,总结了改进方案的预期效果和现实意义。分析表明,该方案具有很好的可行性,并且具有广阔的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究课题的背景和来源
• 1.1.1 研究课题的背景
• 1.1.2 研究课题的来源
• 1.2 国内外的电气火灾监控系统的研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 系统概述
• 2.1 电气火灾监控系统概述
• 2.1.1 电气引火源
• 2.1.2 电气火灾监控系统简介
• 2.1.3 电气火灾探测器的原理
• 2.1.4 电气火灾监控系统的工作原理
• 2.1.5 电气火灾监控系统的分级保护
• 2.2 基于嵌入式 INTERNET 的远程监控系统
• 2.2.1 嵌入式Internet 技术
• 2.2.2 基于嵌入式Internet 的远程监控系统
• 2.3 电气火灾监控系统的总体结构
• 2.3.1 电气火灾监控系统中嵌入式 Internet 主要解决的问题
• 2.3.2 嵌入式Internet 的几种方案及选择
• 第3章 电气火灾监控系统工作环境的搭建
• 3.1 电气火灾监控系统的硬件环境构建
• 3.1.1 GEC2410 开发板硬件构成
• 3.1.2 ARM 处理器
• 3.1.3 电气火灾探测器
• 3.2 系统软件环境的搭建
• 3.2.1 嵌入式操作系统的选择
• 3.2.2 交叉编译以及编译环境的建立
• 3.2.3 BootLoader 的制作与烧写
• 3.2.4 内核的制作和烧写
• 3.2.5 文件系统的移植
• 第4章 电气火灾监控系统的人机交互界面
• 4.1 电气火灾监控系统的GUI 需求
• 4.2 嵌入式GUI 的现状
• 4.3 多种嵌入式GUI 系统之间的比较与选择
• 4.4 QT 的架构与机制
• 4.4.1 Qt/Embedded 的架构
• 4.4.2 Qt 的槽和信号机制
• 4.5 QT/EMBEDDED 开发环境的搭建
• 4.5.1 Qt 的开发环境
• 4.5.2 搭建Qt/Embedded 开发环境
• 4.6 电气火灾监控系统用户界面的设计
• 4.6.1 Qt/Embedded 图形设计器
• 4.6.2 用户登陆界面的设计
• 4.6.3 监控界面的设计
• 4.6.4 设计的源代码
• 第5章 电气火灾监控系统的数据库设计
• 5.1 电气火灾监控系统的数据库需求分析
• 5.2 电气火灾监控系统的嵌入式数据库选择
• 5.3 SQLITE
• 5.3.1 SQLite 的体系结构
• 5.3.2 SQLite 开发技术
• 5.3.3 SQLite 命令行功能
• 5.3.4 SQLite 常用的函数
• 5.3.5 创建数据库和表
• 5.4 本章小结
• 第6章 电气火灾监控系统 WEB 服务器的实现
• 6.1 WEB 的相关技术
• 6.1.1 Web 的体系结构
• 6.1.2 HTTP 协议
• 6.1.3 HTML 表单
• 6.1.4 CGI 技术
• 6.2 电气火灾监控系统的嵌入式WEB服务器 BOA
• 6.2.1 Boa Web 服务器原理
• 6.2.2 Boa 工作流程
• 6.2.3 Boa 的移植步骤
• 6.3 电气火灾监控系统的嵌入式WEB服务器 BOA 的实现
• 6.3.1 主页面index.html 的设计
• 6.3.2 交互程序CGI 的实现
• 第7章 工程案例
• 7.1 工程介绍
• 7.1.1 工程概况
• 7.1.2 负荷
• 7.1.3 系统简介
• 7.1.4 系统功能
• 7.1.5 系统的设计
• 7.2 现有系统存在的缺陷和不足
• 7.3 把嵌入式INTERNET 技术作为系统针对性的解决方案
• 7.4 改进方案的预期效果
• 7.5 改进方案的现实意义
• 第8章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 致谢
• 在读期间发表论文