论文摘要
随着网络技术的飞速发展,越来越多的研发人员把Internet引入嵌入式设备,从而开发出嵌入式远程监控系统。这类系统可以在异地对嵌入式设备采集的信息进行监测,即使在沙漠、无人区等恶劣环境中也能正常工作,具有很高的应用价值。然而在嵌入式远程监控系统的开发过程中经常会遇到一些问题:首先,研发这类嵌入式系统的关键在于设计网络接口模块和编写网卡驱动;其次,远程监控系统需要在实时性方面有优异的表现,这同样也是系统开发所必须考虑的问题。因此,本课题主要研究两方面内容:嵌入式远程监控系统的设计方案和提高系统实时性的具体方法。本文首先对系统的硬件设计作了介绍。系统主要包括以下几个部分:网络通讯模块、A/D转换模块、键盘控制模块和显示模块。系统硬件部分最重要的模块是网络通讯模块;A/D转换模块用来采集电压信息;键盘和显示模块可以提高人机交互的性能。接着在系统硬件的基础上,设计了一个精简的嵌入式TCP/IP协议栈。网络协议栈和网络接口是系统进行网络通讯的基础。协议栈在精简之后可以在一定程度上提高传输速度和节省系统资源,提高了系统的实时性能。然后介绍了嵌入式实时操作系统μC/OS-II,通过分析其结构来研究实时操作系统的运行机制;研究了把μC/OS-II移植到微控制器89S52的具体方法。最后提出了几种改进μC/OS-II系统实时性的算法,具体包括:在μC/OS-II系统中解决优先级反转问题;修改μC/OS-II时钟中断服务程序,使系统避免无谓的中断服务,从而节省时间。这些方法能在不破坏原有操作系统运行完整性和可靠性的前提下,改进系统的实时性能。
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