一种基于ARM-LINUX和SQLITE的组件化嵌入式软件系统设计

论文摘要

本文主要讨论一种物联网终端嵌入式软件设计的方法，这种方法基于通用的ARM-LINUX操作系统和SQLite数据库，在前人的研究基础上，采用了一种基于ARM-LINUX操作系统和SQLite数据库的组件化嵌入式软件设计技术。为适应物联网终端硬件的快速发展，本系统对组件化技术和数据库技术在嵌入式系统中的应用进行了新的探索和尝试，重点解决了组件化软件随着组件的增多而变得臃肿的问题，以及SQLite数据库在并发操作上的缺陷，这是本项目中的两个技术难点。首先，本文简要介绍了项目背景和应用背景，讲述了物联网终端及LINUX、SQLite和组件化技术的应用现状。第二，分析了ARM-LINUX和SQLite的特性及其应用，根据物联网终端的特点，提出系统设计的技术指标，以及需要重点解决的关键技术难点：组件模型和数据库接口，并分析关键技术的基本原理。第三，阐述系统的基本架构的设计方案，对系统采用的分层架构、多任务架构和组件化架构及其融合运用进行了概要的描述。第四，就前面提出的关键技术难点进行重点攻关：首先为解决第一个技术难点，系统改良了SCOM模型，设计了基于事件驱动的组件模型，重点解决组件动态加载和卸载问题，以达到节省内存开支，并适应多硬件环境的目的；为了解决第二个技术难点，采用内存数据库和磁盘数据库相结合的方式，设计了轻量级的数据传输机，采用消息队列进行数据传输，以达到高效的并发访问效率和数据读写效率。第五，以一种4G网优化终端的软件设计为例，简要讨论应用本系统构建一套应用软件的基本思路以及一些建议，并总结本系统在应用系统中的贡献。最后，收集该系统的实际使用情况和性能表现，进行综合分析，给出分析结果和结论，再次总结本系统所解决的重点难点问题及其技术展望，并指出下一步的改善思路。本系统采用了基于事件驱动的组件模型，使得系统的伸缩性有了大幅度的提高，能够适用于不同资源情况的物联网终端应用；数据传输机技术的应用，既解决了SQLite数据库并发访问的问题，也使得数据库的访问对于用户任务变得更加透明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 项目背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 ARM-LINUX 概述
• 1.2.2 SQLite 概述
• 1.2.3 组件化技术概述
• 第二章 物联网终端软件系统模型
• 2.1 系统分析
• 2.1.1 系统应用模型
• 2.1.2 软件系统原理
• 2.1.3 软件技术指标
• 2.1.4 软件设计原则
• 2.1.5 软件运行环境
• 2.2 关键技术基本原理
• 2.2.1 多任务原理
• 2.2.2 基于事件驱动的组件模型
• 2.2.3 数据库和传输机原理
• 第三章 终端软件系统设计方案
• 3.1 系统启动过程
• 3.2 分层架构
• 3.2.1 SDK 层
• 3.2.2 应用接口层
• 3.2.3 应用层
• 3.3 多任务架构
• 3.3.1 多进程
• 3.3.2 多线程
• 3.3.3 任务间的通信
• 3.4 组件化架构
• 3.5 程序文件组织形式
• 3.5.1 程序文件
• 3.5.2 配置文件
• 第四章 关键技术解决方案
• 4.1 基于事件驱动的组件模型
• 4.1.1 事件驱动模型
• 4.1.2 组件模型架构
• 4.1.3 组件生命周期及其分类
• 4.1.4 组件内存管理策略
• 4.1.5 组件之间的互调用
• 4.1.6 组件接口设计
• 4.2 基于SQLITE 的数据库和传输机的设计
• 4.2.1 数据库结构设计
• 4.2.2 数据传输机的实现
• 4.2.3 进程间的数据传递
• 4.2.4 数据访问接口
• 第五章 系统应用及测试结果
• 5.1 系统应用思路
• 5.2 通用组件概述
• 5.3 应用功能概述
• 5.4 应用测试及其效果
• 5.4.1 测试环境
• 5.4.2 测试步骤
• 5.4.3 测试结果
• 第六章 结论与未来的工作
• 6.1 结论
• 6.2 未来的工作和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件