基于Internet的嵌入式远程监控系统的研究与设计

论文摘要

ARM架构的嵌入式处理器和嵌入式Linux操作系统的完美结合,引发了远程监控系统新的技术革命:由于其优异的性能和高的性价比,被广泛地应用到各种电子产品的设计当中;并且越来越多的学者开始把这种技术应用到工业控制中来。本课题采用32位ARM处理器—S3C2410X和嵌入式Linux操作系统为核心,设计、构建了通用型远程监控系统的软硬件平台,移植开发了嵌入式WEB服务器,通过客户端浏览器,用户可以远程监控,工业现场的相关设备运行情况;同时引入了神经网络技术,在无人值守的情况下可以根据检测情况自行发出控制命令,实现了监控系统的自动智能控制。本课题开发出的通用监控平台,可以经过少量的修改,应用到绝大部分具体的远程监控系统中,以此可以缩短产品的研发周期,降低研制成本。本文的创新点是把神经网络控制技术应用到监控系统中,提高了系统的人工智能。在设计上很好的考虑了嵌入式系统资源的有限性和客户端软件维护升级的方便性,Web服务器端采用CGI接口技术响应客户端的控制请求,系统具有可靠、灵活和可扩展的特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 论文主要内容
• 第二章 远程监控系统的整体设计
• 2.1 系统硬件的总体设计
• 2.1.1 系统核心板硬件设计
• 2.1.2 核心板块S3C2410X主要性能
• 2.1.3 数据采监控模块硬件设计
• 2.2 远程监控系统软件的总体设计
• 2.2.1 系统核心板软件平台的构建
• 2.2.2 远程监控系统硬件驱动软件的设计
• 2.2.3 web服务器的配置
• 2.2.4 自动控制软件的设计
• 第三章 系统硬件结构设计
• 3.1 系统硬件模块划分
• 3.2 芯片的选型及模块的详细设计
• 3.2.1 8路数据采集模块
• 3.2.2 8路数字量控制模块
• 3.2.3 8路模拟量控制模块
• 3.3 芯片的整合
• 3.4 S3C2410的I/O口的分配
• 第四章 系统核心板软件平台的构建
• 4.1 远程监控系统目标板引导程序的定制
• 4.1.1 BootLoader引导程序
• 4.1.2 Vivi引导程序
• 4.1.3 Vivi的移植
• 4.2 远程监控系统目标板的操作系统的定制
• 4.2.1 Linux系统的特点
• 4.2.2 修改内核文件
• 4.2.3 linux的内核配置与编译
• 第五章 硬件驱动程序的设计
• 5.1 驱动程序的结构
• 5.2 驱动程序设计
• 5.3 芯片级驱动程序的编写
• 5.3.1 SHT10的驱动程序的设计
• 5.3.2 74LS164的驱动程序的设计
• 5.3.3 AD5308的驱动程序的设计
• 5.4 模块级驱动程序的整合
• 5.4.1 8路数字量控制模块驱动
• 5.4.2 8路模拟量控制模块驱动
• 5.4.3 8设备接口函数的功能分配
• 5.5 驱动程序的编译与调试
• 第六章 监控系统的应用软件
• 6.1 WEB服务器的配置
• 6.1.1 HTTP协议
• 6.1.2 CGI技术
• 6.1.3 套接字应用
• 6.1.4 Boa服务器的移植
• 6.1.5 实现过程
• 6.2 控制软件的设计
• 6.2.1 神经网络技术
• 6.2.2 神经网络模型分类
• 6.2.3 BP神经网络模型
• 6.2.4 控制软件的算法
• 6.2.5 初始化权值
• 6.2.7 样本对输入
• 6.2.8 计算各层输出
• 6.2.9 误差计算与各层权值调整
• 6.3 网络结构的保存和读取
• 6.4 BP网络预测
• 第七章 结束语
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文