基于ARM9的远程监控系统研究与实现

论文摘要

近年来远程监控系统获得了飞速发展,被应用于社会生活的各个方面,如:检测、监控、调度、数据管理等。基于ARM的远程监控技术是以ARM和Web作为通信平台的监控系统,在系统的结构上可以采用基于浏览器服务器模式,其优点是:客户端只在浏览器就可以浏览现场情况;所有的开发、维护都在服务器:采用超文本协议,可以进行静态、动态、交互等形式的文字和图像传递,无需开发专用用户端软件等。本文设计和实现了一种基于AT91RM9200芯片和嵌入式Linux的远程监控系统,包括系统硬件板的设计、U-Boot的编译与移植、Linux操作系统的移植等软件开发。该系统可以满足用户对远程设备控制和简单信息读取的需要。论文首先进行了系统的硬件系统设计。硬件系统主要由两部分组成,首要部分是AT91RM9200及其存储器部分,包括必要的辅助电路。存储器部分包括64MB SDRAM、8MB的Flash和2MB的Dataflash。SDRAM作为操作系统内核及应用程序运行的空间,Flash用作存储引导程序（BootRom）、Linux操作系统映像和应用程序等。其他外围接口电路包括串口电路、USB接口电路、以太网数据交换电路、JTAG接口电路等。软件部分包括系统软件和应用软件。系统软件主要移植了U-Boot和Linux操作系统。应用软件除了搭建了远程监控服务器还有远程监控系统的应用实现,综合运用了嵌入式Boa Web Server的asp、CGI和socket等技术,为系统提供了嵌入式Web服务、远程设备的信息读取与控制服务。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 嵌入式远程监控系统的研究背景
• 1.1.1 嵌入式系统的应用
• 1.1.2 嵌入式系统的特点
• 1.1.3 嵌入式设备的联网技术
• 1.1.4 嵌入式系统的发展
• 1.2 嵌入式远程监控的意义
• 1.3 系统设计的目标及主要工作
• 1.3.1 硬件方面
• 1.3.2 软件方面
• 1.3.3 论文内容简介
• 第2章 系统硬件的设计
• 2.1 ARM处理器芯片的选择
• 2.2 系统的结构与原理
• 2.3 最小系统设计
• 2.3.1 电源电路设计
• 2.3.2 复位电路设计
• 2.3.3 Flash存储器E28F640J3接口电路设计
• 2.3.4 SDRAM存储器HY57V561620接口电路设计
• 2.3.5 ARM处理器JTAG接口电路设计
• 2.4 外围电路设计
• 2.4.1 12C总线
• 2.4.2 两线接口（TWI）
• 2.4.3 串行外设接口（SPI）
• 2.4.4 串行接口电路
• 2.4.5 USB接口电路
• 2.4.6 10M/100M以太网接口电路
• 2.4.7 显示部分接口电路
• 2.5 硬件设计中的关键问题
• 2.5.1 需要注意的CPU各重要引脚
• 2.5.2 注意网络芯片DM9161E周围的走线
• 2.5.3 需要注意数字地和模拟地布线情况
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统层软件的移植实现
• 3.1 U-Boot的移植
• 3.1.1 AT91RM9200片内引导U-BOOT实现过程
• 3.1.2 AT91RM9200片外引导U-BOOT实现过程
• 3.1.3 U-Boot结构分析
• 3.1.4 交叉编译环境的搭建
• 3.1.5 U-Boot的移植
• 3.1.6 在U-Boot下运行程序
• 3.2 Linux在AT91RM9200上的移植
• 3.2.1 嵌入式Linux操作系统
• 3.2.2 内核下载及编译工具
• 3.2.3 配置编译内核
• 3.3 BusyBox的交叉编译
• 3.3.1 下载BusyBox
• 3.3.2 配置编译BusyBox
• 3.3.3 建立boot文件
• 3.4 制作初始ramdisk磁盘
• 3.4.1 建立ramdisk
• 3.4.2 建立ramdisk文件系统
• 3.4.3 整合initrd
• 3.5 编译整合linux内核和initrd成bootplmage
• 3.6 下载bootplmage启动Linux
• 第4章 应用层软件的实现
• 4.1 Web Server的构建
• 4.1.1 Boa的特点
• 4.1.2 Boa Web Server的搭建
• 4.1.3 动态Web的实现
• 4.2 远程监控系统的实现
• 4.2.1 静态功能页面
• 4.2.2 CGI程序设计
• 4.2.3 串口通讯设计
• 4.2.4 云台控制端的程序设计
• 4.2.5 网络视频采集
• 第5章 系统的功能测试
• 5.1 硬件系统的调试与测试
• 5.1.1 电源、晶振及复位电路的测试
• 5.1.2 JTAG接口电路的测试
• 5.1.3 10/100Mbps以太网接口电路的测试
• 5.2 系统的软件测试
• 5.2.1 欢迎和功能选择界面测试
• 5.2.2 IP地址修改功能的测试
• 5.2.3 LED跑马灯测试
• 5.2.4 云台端控制测试
• 5.2.5 视频采集功能测试
• 第6章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录
• 附录1.设计原理图
• 附录2.PCB图
• 附录3.实物图