首页> 正文

基于ARM和TCP/IP协议的网络测控系统的研究与设计

2020-11-23阅读(424)

基于ARM和TCP/IP协议的网络测控系统的研究与设计

论文摘要

嵌入式系统是一种将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统,在经济社会和人们的日常生活中得到了越来越广泛的应用。嵌入式系统的研究与开发已成为现代电子领域的重要研究方向之一。嵌入式实时操作系统是嵌入式系统应用软件开发的支撑平台,网络化是主要趋势之一。μC/OS-Ⅱ作为一种新兴的嵌入式实时操作系统,以其免费公开源码、面向中小型应用、可抢占、多任务以及较好的移植性等突出特点,在各类嵌入式设备中得到广泛应用。然而,μC/OS-Ⅱ内核中不支持TCP/IP协议栈,因而无法适应嵌入式设备网络化的需要。本文的主要目标是:在计算资源严重受限的条件下,研究使嵌入式系统支持TCP/IP协议的策略及其实现方法。本课题以实验室现有的Samsung S3C44B0X芯片为核心的ARM开发板作为硬件平台,分析了ARM7TDMI内核的特点及S3C44B0X的结构。在详细分析实时操作系统μC/OS-Ⅱ及其内核原理的基础上对其进行适当的改进并成功移植到ARM硬件平台上。针对μC/OS-Ⅱ内核不支持TCP/IP协议栈的问题,引进了嵌入式TCP/IP协议uIP,将其应用到μC/OS-Ⅱ上,成为μC/OS-Ⅱ的网络服务模块,实现了对μC/OS-Ⅱ的网络功能的扩充,并在uIP基础上编写了相关的网络驱动程序。最后,本课题设计了基于HTTP协议的嵌入式Web服务器和基于TFTP协议的远程文件传输,从而使网络远程监控测量和在线程序的更新下载成为现实。本课题经过数月的软硬件的设计和调试,已实现了最初的设计目标。测试结果表明:移植到ARM处理器上的μC/OS-Ⅱ内核可以成功实现对任务的调度;对μC/OS-Ⅱ内核扩充的TCP/IP协议——uIP可正常运行;嵌入式Web服务器和远程文件传输在实验室局域网中的稳定运行,更加证明了本课题的成功性。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本课题研究内容
  • 1.4 论文结构
  • 第二章 ARM 硬件开发平台
  • 2.1 引言
  • 2.2 ARM 系列芯片简介
  • 2.3 ARM7TDMI 内核
  • 2.3.1 处理器模式
  • 2.3.2 工作状态
  • 2.3.3 寄存器组织
  • 2.3.4 异常
  • 2.4 基于S3C44BOX 处理器的ARM 硬件平台
  • 2.4.1 S3C44BOX 微处理器
  • 2.4.2 存储器系统
  • 2.4.3 系统接口
  • 2.5 基于ARM 的嵌入式系统开发方法
  • 2.5.1 搭建硬件环境
  • 2.5.2 软件开发环境ADT IDE
  • 2.5.3 ARM 嵌入式系统调试方法
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 实时内核ΜC/OS-Ⅱ的分析与改进
  • 3.1 引言
  • 3.2 ΜC/OS-Ⅱ的特点
  • 3.3 ΜC/OS-Ⅱ任务管理及调度
  • 3.3.1 μC/OS-Ⅱ的任务
  • 3.3.2 μC/OS-Ⅱ的任务调度
  • 3.3.3 μC/OS-Ⅱ的实时性分析
  • 3.4 ΜC/OS-Ⅱ中的中断与时钟
  • 3.5 ΜC/OS-Ⅱ任务之间的通信
  • 3.5.1 事件控制块
  • 3.5.2 信号量
  • 3.5.3 邮箱
  • 3.5.4 消息队列
  • 3.6 ΜC/OS-Ⅱ的改进
  • 3.6.1 中断处理的改进
  • 3.6.2 中断调度的改进
  • 3.6.3 系统时钟中断的改进
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 ΜC/OS-Ⅱ的移植
  • 4.1 引言
  • 4.2 ΜC/OS-Ⅱ的系统结构
  • 4.3 ΜC/OS-Ⅱ移植要求
  • 4.4 移植实现细节
  • 4.4.1 与编译器相关的数据类型
  • 4.4.2 与操作系统相关的函数
  • 4.4.3 与处理器相关的函数
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 ΜC/OS-Ⅱ上TCP/IP 协议的实现
  • 5.1 引言
  • 5.2 TCP/IP 协议分析
  • 5.3 嵌入式TCP/IP 协议栈——UIP
  • 5.3.1 uIP 简介
  • 5.3.2 uIP 在μC/OS-Ⅱ和ARM 上的移植
  • 5.4 RTL8019AS 网络芯片的驱动程序
  • 5.4.1 RTL8019AS 的主要性能
  • 5.4.2 RTL8019AS 的内部结构
  • 5.4.3 RTL8019AS 的DMA 操作
  • 5.4.4 RTL8019AS 与处理器之间的连接
  • 5.4.5 RTL8019AS 的软件编程
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 嵌入式WEB 服务器的实现
  • 6.1 引言
  • 6.2 嵌入式WEB 服务器概述
  • 6.3 嵌入式网关接口EGI（EMBEDDED GATEWAY INTERFACE）
  • 6.4 基于WEB 服务器的模拟量测量
  • 6.4.1 S3C44B0X 的A/D 转换器
  • 6.4.2 设置A/D 采样的时钟频率
  • 6.4.3 启动采样
  • 6.4.4 获取转换结果
  • 6.5 系统远程控制界面的实现
  • 6.6 基于ΜC/OS-Ⅱ的嵌入式WEB 服务器任务的实现
  • 6.7 远程文件传输
  • 6.7.1 TFTP 协议
  • 6.7.2 基于TFTP 协议的文件在线更新
  • 6.8 系统运行测试
  • 6.9 本章小结
  • 第七章 结论与展望
  • 7.1 结论
  • 7.2 结论与展望
  • 参考文献
  • 硕士期间发表论文
  • 附录
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].支持多用户协同开发的嵌入式实时操作系统机制研究[J]. 信息通信 2019(12)
    • [2].计算机嵌入式实时操作系统设计及应用[J]. 计算机与网络 2017(23)
    • [3].把脉四海九天——天脉嵌入式实时操作系统[J]. 上海信息化 2017(12)
    • [4].基于双线复合教学模式的“嵌入式实时操作系统”应用能力模块的研究[J]. 科教导刊(中旬刊) 2016(11)
    • [5].多核嵌入式实时操作系统测试方法[J]. 数字技术与应用 2017(02)
    • [6].基于多核实时操作系统的配置工具设计[J]. 计算机应用 2016(03)
    • [7].针对计算机嵌入式实时操作系统的工作分析[J]. 网络安全技术与应用 2015(02)
    • [8].基于嵌入式实时操作系统的分区技术研究[J]. 工业控制计算机 2015(05)
    • [9].计算机嵌入式实时操作系统设计及应用[J]. 电子技术与软件工程 2019(06)
    • [10].一种面向节能机器人实时操作系统的调度算法研究[J]. 单片机与嵌入式系统应用 2019(11)
    • [11].嵌入式实时操作系统在温度测量系统中的应用研究[J]. 信息系统工程 2015(05)
    • [12].浅析嵌入式实时操作系统特点与应用[J]. 国土资源信息化 2014(01)
    • [13].对计算机嵌入式实时操作系统的研究及分析[J]. 计算机光盘软件与应用 2014(06)
    • [14].基于实时操作系统的嵌入式系统设计[J]. 信息与电脑(理论版) 2014(10)
    • [15].计算机嵌入式实时操作系统的研究[J]. 计算机光盘软件与应用 2014(07)
    • [16].嵌入式实时操作系统特点与应用初探[J]. 计算机光盘软件与应用 2014(17)
    • [17].实时操作系统:鲜为人知的大角色[J]. 软件和信息服务 2014(10)
    • [18].对计算机嵌入式实时操作系统的研究及分析[J]. 中国新技术新产品 2013(01)
    • [19].“嵌入式实时操作系统”课程的教学研究[J]. 电气电子教学学报 2013(01)
    • [20].风河推出新版VxWorks实时操作系统[J]. 单片机与嵌入式系统应用 2009(04)
    • [21].嵌入式实时操作系统分析[J]. 黑龙江科技信息 2008(06)
    • [22].嵌入式实时操作系统[J]. 科技信息(学术研究) 2008(03)
    • [23].嵌入式实时操作系统的实时性和可靠性研究[J]. 电脑学习 2008(04)
    • [24].硬件实时操作系统的设计与实现[J]. 电子技术应用 2008(05)
    • [25].一种安全关键的嵌入式实时操作系统内核设计[J]. 计算机工程 2019(07)
    • [26].国产化嵌入式实时操作系统软件测试方法研究[J]. 微型机与应用 2016(24)
    • [27].嵌入式实时操作系统加载方式研究[J]. 软件导刊 2016(01)
    • [28].嵌入式实时操作系统应用[J]. 中国原子能科学研究院年报 2012(00)
    • [29].嵌入式实时操作系统的结构体系及可靠性研究[J]. 黑龙江科技信息 2011(10)
    • [30].浅谈嵌入式实时操作系统[J]. 科技信息 2011(13)

    标签：;  ;  

    基于ARM和TCP/IP协议的网络测控系统的研究与设计
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2025 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5