基于ARM的循环水动态模拟装置测控与数据处理系统的研究与实现

论文摘要

循环水动态模拟装置是定量评价循环水水质、筛选水质配方的实验装置。实验中，要求精确模拟工业现场循环水经过换热器的入口温度、出口温度、流量、蒸汽热介质温度、循环水电导、PH值等参数，在实验装置中，通过对以上参数的精确测控实现精确模拟，参数的测控精度将直接影响实验结果和评价结论。因此，用于循环水动态模拟装置的计算机测控系统，必须具有很高的测控精度和可靠性，同时具有实验数据分析处理能力和网络支持功能。本论文探讨和研究了实现上述测控要求、数据处理要求的计算机系统整机方案。硬件系统以32位ARM微处理器S3C44B0X为核心，设计了数据采集电路、控制输出电路、彩色LCD人机界面、触摸式按键、网络接口等硬件电路。软件系统以uCLinux操作系统为核心，根据需要对uCLinu做了必要的裁剪，并移植到系统中；实现了JFFS2文件系统的移植；设计了uCLinux操作系统下的部分硬件电路的驱动程序；在MiniGUI支持下，设计了部分操作界面；通过boa服务器的移植实现了实验过程的以太网远程监控。上述的部分软硬件已经实现，并通过测试。实验测试及分析说明，研究的整机方案，在测控精度、人机界面质量、远程监控、实验数据处理等方面，能够满足循环水动态模拟装置的应用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 研究的主要内容
• 第二章 硬件系统的研究与设计
• 2.1 系统微处理器的选型
• 2.2 外围电路模块设计
• 2.2.1 Nor Flash
• 2.2.2 SDRAM
• 2.2.3 Nand Flash
• 2.2.4 LCD 和触摸屏
• 2.2.5 电源电路
• 2.2.6 数据采集电路
• 2.2.7 控制输出电路
• 2.2.8 网络通信电路
• 第三章 硬件设备驱动的设计与实现
• 3.1 设备驱动概述
• 3.2 设备驱动程序的设计流程
• 3.3 设备驱动程序的设计与实现
• 3.3.1 触摸屏驱动程序设计
• 3.3.2 将触摸屏驱动配置到 uCLinux 内核
• 第四章 嵌入 uCLinux 操作系统的研究
• 4.1 嵌入式操作系统概述
• 4.2 uCLinux 概述
• 4.3 基于 Bootloader 的系统初始化
• 4.4 uCLinux 内核的移植与配置
• 4.4.1 建立 uCLinux 内核目录
• 4.4.2 建立交叉编译环境
• 4.4.3 修改 uCLinux 内核源码
• 4.4.4 uCLinux 内核配置
• 4.4.5 uCLinux 内核编译
• 4.5 建立文件系统
• 4.5.1 JFFS2 文件系统的移植
• 4.5.2 JFFS2 文件系统内核配置
• 4.5.3 创建 JFFS2 镜像文件与挂载
• 第五章 基于 MiniGUI 图形界面的研究与设计
• 5.1 嵌入式 GUI 概述
• 5.2 MiniGUI 的安装
• 5.3 MiniGUI 应用程序的研究与设计
• 5.3.1 循环水动态模拟测控系统主界面的设计
• 5.3.2 报警设定窗口的设计
• 5.3.3 系统时间设定窗口的设计
• 5.3.4 添加 MiniGUI 应用程序到系统内核
• 第六章 Web 服务器的研究与实现
• 6.1 嵌入式 Web 服务器概述
• 6.2 boa 服务器的移植
• 6.3 CGI 程序研究与设计
• 6.3.1 CGI 概述
• 6.3.2 CGI 程序与网络源代码设计
• 第七章 样机功能测试
• 7.1 样机功能测试
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 触摸屏驱动
• 附录 B MiniGUI 主界面程序
• 附录 C CGI 程序