基于eCos的自动售货机无线通信设计与应用

论文摘要

随着时代变迁和社会发展,以方便、快捷和自助式服务为特点的自动售货机得到迅猛发展,而嵌入式技术的不断进步,又推动了自动售货机逐步发展成为具有智能、自助的电子商务系统,其实现基础则是互联网通信技术及其联网管理技术。本文首先简要介绍自动售货机的研究现状和发展趋势,结合客户需求和当前无线城市的发展特点,针对现有的自动售货机多数采用GSM或GPRS为无线通信方式,其后期维护管理成本较高的特点,将WiFi技术首次引入自动售货机不仅使得其具有较好的移动性,并可充分利用客户自身网络进行个性化管理。系统硬件采用主从式结构设计,使用具有多主机功能的CAN-bus总线连接主控制板和驱动控制板,并以此为基础实现了销售集群的概念,其中主控制板使用32位的ARM控制器,并集成MDB通信模块和USB Host等模块,在实现了基本的销售功能基础上,提供了基于U-disk或者WiFi销售数据管理功能。由于网络通信的复杂性和自动售货机具有模块多、实时性要求高等特点,采用了实时性好、驱动程序丰富的开源嵌入式可配置操作系统eCos,并在其驱动框架下编写以太网、Flash、USB Host等相关模块驱动程序。通过分析IEEE802.11等通信技术,实现了有线通信和基于WiFi无线网卡的无线通信方式,并为中小型客户提供采用GoAhead嵌入式WEB服务器而实现的远程设置、访问能力,较使用专有软件更加便利。终端控制系统的软件设计开发均采用开源软件,符合当前的发展趋势。最后,对产品进行了功能性测试和总结,结果表明本设计不仅增加了产品网络管理的便利性,而且有效提高了产品的经济效益,有助于自动售货机的进一步推广。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出背景及其研究意义
• 1.2 国内外的研究现状和发展趋势
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 主要特色和创新点
• 1.4 本章小结
• 第2章 课题相关技术分析
• 2.1 嵌入式操作系统研究
• 2.1.1 嵌入式系统
• 2.1.2 嵌入式操作系统的选择
• 2.2 嵌入式操作系统ECOS
• 2.2.1 eCos 概述
• 2.2.2 eCos 的中断体系分析
• 2.2.3 eCos 驱动体系分析
• OOPC 软件框架'>2.3 LW_OOPC 软件框架
• OOPC 概述'>2.3.1 LW_OOPC 概述
• OOPC 框架优化'>2.3.2 LW_OOPC 框架优化
• 2.4 无线局域网技术
• 2.4.1 IEEE 802.11（WiFi）技术简介
• 2.4.2 IEEE 802.11b物理层
• 2.4.3 IEEE 802.11b MAC 层
• 2.5 本章小结
• 第3章 自动售货机方案设计
• 3.1 自动售货机设计需求分析
• 3.1.1 需求分析
• 3.1.2 系统设计
• 3.2 通信接口设计
• 3.2.1 CAN 通信接口设计
• 3.2.2 USB 接口设计
• 3.2.3 以太网通信模块设计
• 3.2.4 WiFi 无线网卡模块
• 3.3 系统软件设计
• 3.3.1 软件架构设计
• 3.3.2 销售集群的实现
• 3.3.3 开发环境搭建
• 3.4 本章小结
• 第4章 无线通信的设计与实现
• 4.1 互联网通信的实现
• 4.1.1 通信应用框架
• 4.1.2 有线通信方式
• 4.1.3 无线通信方式
• 4.2 无线通信的实现
• 4.2.1 驱动框架设计
• 4.2.2 USB Host 驱动设计
• 4.2.3 USB 数据通信机制设计
• 4.2.4 存储机制设计
• 4.2.5 网卡驱动设计
• 4.2.6 驱动控制线程设计
• 4.3 TCP/IP 协议栈的实现
• 4.3.1 IP 协议栈分析
• 4.3.2 LwIP 的实现
• 4.3.3 底层接口设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 服务器软件的设计与实现
• 5.1 嵌入式WEB 服务器
• 5.2 GoAhead 服务器设计与应用
• 5.2.1 访问页面框架设计
• 5.2.2 Html 语言和表单设计
• 5.2.3 服务器端设计
• 5.3 系统调试和系统测试
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果