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网络化制造中多功能信息交互装置文件系统的研究

2020-11-27阅读(382)

网络化制造中多功能信息交互装置文件系统的研究

论文摘要

网络化制造系统中的底层信息交互装置是实施网络化制造特别是车间环境中网络化制造的关键装置之一。本文依托的科研项目提出了一种网络化制造中的多功能信息交互装置,该装置能增强企业内和企业之间的信息交流与共享能力以及实时性,提高企业的网络化制造能力,降低成本。本装置是一种嵌入式的软硬件一体化装置,而其中至关重要的文件系统,决定了信息交互装置中操作系统本身的信息和用户的数据在存储设备上的组织形式,是信息交互装置得以稳定、可靠运行的基本条件和根本保障。本文重点研究了网络化制造中多功能信息交互装置的文件系统的关键技术,解决了在实际应用中信息交互装置启动速度慢的问题,改善和提高了其系统的稳定性和可靠性。本文首先对网络化制造中信息交互装置及其嵌入式文件系统的国内外研究现状进行了分析。研究了信息交互装置的软硬件结构,针对信息交互装置的文件系统在存储介质的特殊性、电源供给的稳定性和移动存储的安全性以及实时响应性等方面的要求,提出了信息交互装置的文件系统总体方案。然后,重点研究了网络化制造中多功能信息交互装置的文件系统的关键技术,包括嵌入式linux中VFS的工作原理和裁减、JFFS2文件系统实现机制的研究与改进、物理文件系统的优化和库函数的缩减等关键技术。在通过对关键技术的研究的基础上,针对信息交互装置的特殊要求,提出了一种采用改进后的JFFS2文件系统来解决启动速度慢、选用RAMDISK作为最小根文件系统的文件体系结构来改善和提高其系统的稳定性和可靠性的文件系统解决方案。最后,根据所提出的一种在小容量NOR Flash上建立RAMDISK最小根文件系统和改进后的JFFS2根文系统,在大容量的NAND Flash上采用Yaffs2存储应用程序和数据的总体方案,设计并实现了网络化制造中多功能信息交互装置的文件系统,并介绍了多功能信息交互终端在制造企业无纸化生产中的应用实例。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 课题的提出及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 网络化制造中设备层信息交互设备的研究现状
  • 1.2.2 嵌入式操作系统研究现状
  • 1.2.3 嵌入式文件系统的特点及分析
  • 1.3 研究课题的来源
  • 1.4 论文研究的主要内容
  • 2 网络化制造中信息交互装置的体系结构与文件系统总体方案
  • 2.1 网络化制造中多功能信息交互装置的总体功能描述
  • 2.2 网络化制造中信息交互装置的体系结构
  • 2.2.1 信息交互装置的硬件总体结构
  • 2.2.2 信息交互装置的软件体系结构
  • 2.3 信息交互装置文件系统总体方案
  • 2.3.1 嵌入式Linux 操作系统简介
  • 2.3.2 嵌入式Linux 文件系统简介
  • 2.3.3 嵌入式文件系统的解决方案
  • 2.3.4 网络化制造中信息交互装置文件系统总体方案
  • 2.4 本章小结
  • 3 嵌入式linux 的文件系统的关键技术的研究
  • 3.1 VFS 的实现机制的研究和裁减
  • 3.1.1 VFS 的实现机制的研究
  • 3.1.2 VFS 的裁减
  • 3.2 JFFS2 文件系统实现机制的研究与改进
  • 3.2.1 JFFS2 文件系统实现机制的研究
  • 3.2.2 Jffs2 文件系统挂载机制的分析
  • 3.2.3 挂载机制改进方案的提出
  • 3.2.4 挂载机制改进方案的具体实现
  • 3.3 物理文件系统的裁剪和库函数的缩减
  • 3.3.1 物理文件系统的裁剪
  • 3.3.2 库函数的缩减
  • 3.4 本章小结
  • 4 网络化制造中信息交互装置文件系统的设计与实现
  • 4.1 实验环境介绍
  • 4.1.1 交叉开发工具
  • 4.1.2 设置开发主机
  • 4.2 构建嵌入式Linux 根文件系统
  • 4.2.1 内核配置过程
  • 4.2.2 标准C 库的裁减
  • 4.2.3 常用工具集busybox 的实现
  • 4.2.4 Root 文件系统的裁剪
  • 4.3 嵌入式Linux 文件系统的设计
  • 4.3.1 VFS 和JFFS2/YAFFS2
  • 4.3.2 MTD 抽象层和JFFS2/YAFFS2
  • 4.3.3 信息交互装置中文件系统体系结构的设计
  • 4.4 信息交互装置文件系统的实现
  • 4.4.1 支持MTD 设备
  • 4.4.2 JFFS2/YAFFS2 的移植和实现
  • 4.4.3 JFFS2 映象文件的生成和烧写
  • 4.5 信息交互装置在制造企业无纸化生产过程中的应用实例
  • 4.5.1 制造企业无纸化生产背景
  • 4.5.2 信息交互装置在制造企业无纸化生产中的应用
  • 4.6 信息交互装置启动性能和稳定性分析
  • 4.7 本章小结
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录：攻读硕士期间从事的科研工作及取得的成绩
  • A、参加的科研课题
  • B、发表的论文
  • C、所获奖励及科研成果

    • 相关论文文献

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