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基于嵌入式Web网关的纸币器监控升级系统设计

2020-12-03阅读(851)

基于嵌入式Web网关的纸币器监控升级系统设计

论文摘要

纸币识别器已成功运用于各种自助服务设备,如何以一种有效的方式对其进行在线监控与升级(主要升级识别算法,纸币特征数据库)是我们急需要解决的一个问题。本文通过分析比较嵌入式设备直接式和间接式两种接入Internet方式的思想和应用实例,为纸币识别器选择了一个基于嵌入式Web网关的低成本,高效,安全可靠的接入Internet方案,并对网关移植免费微型TCP/IP协议栈uIP来克服硬件资源有限的局限性,达到网关存储器使用压缩目的,探讨了裁剪和改进策略.分析了uIP的计时接口,uIP与网关应用程序的事件机制以及uIP的设备驱动程序接口,构建了嵌入式网关Web服务器模型.搭建监控升级系统网络体系结构,采用C/S和B/S混合网络模型对架构进行了层次划分,设计了纸币识别器与网关的串口通信协议,在已有纸币识别器软硬件模块的基础上,利用其处理器支持在应用编程(IAP)特性,重点设计升级引导模块,对Flash重新分区避免数据区与升级引导代码区的重合,编写了IAP编程Flash的关键代码,实现纸币识别器升级引导程序的总体解决方案。最后对升级服务器线程池进行了简单设计,采用基于事件驱动的多缓冲区多线程关键技术完成文件包的下载传输,采用序列号和激活码验证方式,以及对升级文件采用DES加密的方式来提高升级安全性,防止非法用户恶意破坏。本课题的设计方案对于其它智能设备的在线管理维护平台的建立有一定的借鉴意义和应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 货币识别设备外部管理维护发展前景
  • 1.3 嵌入式设备接入 Internet技术
  • 1.3.1 嵌入式设备接入 Internet发展前景
  • 1.3.2 嵌入式设备接入 Internet的方式
  • 1.4 课题的来源
  • 1.5 课题的研究意义
  • 1.6 纸币识别器软件升级方案现状
  • 1.6.1 嵌入式 Web服务器的引入
  • 1.6.2 各种纸币识别器升级方式及其比较
  • 1.7 课题的研究内容
  • 1.8 本文工作与论文组织
  • 第二章 面向纸币器的嵌入式网关
  • 2.1 嵌入式网关硬件结构
  • 2.1.1 SX52处理器
  • 2.1.2 RTL8019SAS以太网控制器
  • 2.1.3 SJA1000 CAN总线控制器
  • 2.1.4 网关外接主要芯片与处理器的连接电路
  • 2.2 uC/OS-II在网关中的移植
  • 2.3 网关中嵌入微型 TCP/IP协议栈uIP
  • 2.3.1 uIP协议栈的裁剪改进原则
  • 2.3.2 uIP协议栈的裁剪改进分析
  • 2.3.3 uIP与应用程序之间的事件机制
  • 2.3.4 uIP系统计时接口
  • 2.3.5 uIP设备驱动程序接口
  • 2.3.6 uIP协议栈的移植步骤
  • 2.4 网关设备驱动程序设计
  • 2.4.1 CAN驱动设计
  • 2.4.2 以太网控制器驱动设计
  • 2.5 嵌入式网关Web服务器模型
  • 2.5.1 CGI技术的引入
  • 2.5.2 采用传统嵌入式 Web技术的缺陷
  • 2.5.3 改进嵌入式网关 Web访问模式
  • 2.5.4 网页内容的组织形式
  • 2.6 小结
  • 第三章 系统分析与总体设计
  • 3.1 系统需求分析
  • 3.1.1 系统网络模型结构分析
  • 3.1.2 系统的功能分析
  • 3.2 已有的纸币识别器软硬件
  • 3.3 纸币器操作系统的实时性改进
  • 3.3.1 影响uclinux实时性的因素
  • 3.3.2 实时化uclinux方案
  • 3.4 系统通信命令设计
  • 3.4.1 串口通信命令设计
  • 3.4.2 升级服务器与网关之间网络数据传输信令设计
  • 3.4.3 升级服务器与网关之间网络传输数据安全性
  • 3.5 纸币识别器升级引导模块
  • 3.5.1 ISP和 LAP技术
  • 3.5.2 纸币器处理器片内Flash存储系统
  • 3.5.3 IAP技术编程FLASH
  • 3.5.4 纸币识别器升级引导模块解决方案
  • 3.6 远程升级服务器软件结构设计及关键技术
  • 3.6.1 远程升级服务器功能模块划分
  • 3.6.2 升级服务器实现方式及开发工具的选择
  • 3.6.3 升级服务器线程池的设计
  • 3.6.4 升级文件包的产生过程
  • 3.6.5 总体升级流程
  • 3.6.6 升级文件包在网关与纸币器之间的传送
  • 3.6.7 升级文件包在网关与升级服务器之间的传送
  • 3.6.8 升级文件断点续传
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 总结与展望
  • 4.1 总结
  • 4.2 下一步的工作和展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间主要的研究成果

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