基于嵌入式Linux系统的车载故障诊断应用系统构建

论文摘要

随着计算机技术与网络技术的高速发展,嵌入式系统大量应用于自动控制、工业生产、军事技术和消费类电子产品上。同时其自身也在不断发展,从最初用汇编语言直接控制的嵌入式系统发展到目前以Internet为标志的嵌入式系统。本论文以现有的某种机车走行部车载故障诊断装置的工业控制计算机PC104为实验平台,构建了基于X86硬件体系架构的嵌入式Linux的应用系统。并提出了一种较新的用于构建嵌入式应用系统的方法——基于组件模式的分层构建嵌入式应用系统的方法。本论文的主要内容包括:Linux操作系统原理研究,首先对车载故障诊断装置的存储设备DiskOnChip2000的结构进行分析研究,以及如何在Linux操作系统平台下对其进行驱动,分析其驱动机制,并在DOC2000上构建了嵌入式Linux操作系统,并将它做成为可启动设备。本文深入剖析了在Linux操作系统平台下终端设备的驱动机制,进而从终端设备引出对串行口的驱动过程,也对其机制进行了详细分析,在基于组件模式构建嵌入式应用系统的思想指导下,面向实际应用需求,在内核提供的接口上封装了基于232模式与485模式综合的应用程序接口函数,从而使面向于具体应用的嵌入式应用程序更简洁,具有更好的可移植特性。针对车载系统中信号处理的关键设备A/D数据采集卡,按照论文的指导思想构建了较通用的A/D数据采集架构模型,提出了两种实验方案,对每种方案都在硬件平台上进行了实验,由具体不同输入信号产生的实验波形进行了对比分析,对实验过程中的出现的问题深入剖析其产生原因,最后确立了一套适合本车载装置应用的A/D数据采集构建模型。图形用户界面也是嵌入式应用系统的重要组成部分,而且针对具体不同的应用系统,定制方法也是多种多样,在综合分析了国内外几种常用的嵌入式图形用户界面系统后,选择优秀的国产图形用户界面系统MiniGUI作为图形应用程序开发平台开发了运行于车载故障装置的图形用户界面系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章绪论
• 1.1 嵌入式系统的概况
• 1.2 嵌入式操作系统的特点
• 1.3 Linux 作为嵌入式操作系统的优势
• 1.4 论文的指导思想
• 1.5 论文的组织结构
• 第二章 DOC2000 设备的驱动及 Linux 系统移植
• 2.1 引言
• 2.2 DOC2000 特点及结构描述
• 2.2.1 DOC2000的系统结构
• 2.2.2 TrueFFS技术
• 2.3 Linux系统结构及MTD技术
• 2.3.1 Linux系统结构
• 2.3.2 Linux内核目录
• 2.3.3 MTD技术介绍
• 2.4 Linux 启动过程描述
• 2.5 内核裁减与编译
• 2.5.1 给Linux内核源码打补丁
• 2.5.2 内核配置
• 2.5.3 内核编译
• 2.5.4 制作 DOC2000 存储设备
• 2.5.5 制作 DOC2000 可启动设备
• 2.6 定制可启动脚本
• 第三章 Linux 下串行设备驱动过程及 API 实现
• 3.1 引言
• 3.2 字符设备驱动概述
• 3.3 关于tty 管理及相关的数据结构
• 3.3.1 tty管理
• 3.3.2 相关的数据结构
• 3.4 串行设备的驱动
• 3.4.1 打开过程
• 3.4.2 写过程
• 3.4.3 读过程
• 3.4.4 中断过程
• 3.5 API 的封装
• 3.6 16C554四串口卡驱动的实现
• 第四章 AD 数据采集模型的构建及驱动程序开发
• 4.1 引言
• 4.2 AD 采集卡的基本特征
• 4.3 应用模型的提出
• 4.4 AD 数据采集卡模型构建方案的提出
• 4.4.1 基于循环缓冲区的模式的构建
• 4.4.2 基于数据样本的模式的构建
• 4.5 设备驱动层的实现（一）
• 4.5.1 核心数据结构
• 4.5.2 设备驱动层实现过程函数调用关系
• 4.5.3 实验数据分析
• 4.6 设备驱动层的实现（二）
• 4.6.1 设备驱动层的实现二的提出
• 4.6.2 设备驱动层的实现二的数据分析
• 4.7 应用程序接口的实现
• 4.8 结论
• 第五章 基于 MiniGUI 的图形用户界面系统的开发
• 5.1 嵌入式Linux下的GUI概况
• 5.2 目前嵌入式系统中的GUI实现
• 5.3 MiniGUI 功能特点与体系结构
• 5.3.1 MiniGUI的功能特点
• 5.3.2 MiniGUI的技术优势
• 5.3.3 体系结构
• 5.4 MiniGUI的配置及安装
• 5.5 设备MiniGUI 的运行环境
• 5.6 嵌入式设备键盘驱动程序开发
• 5.6.1 底层驱动的实现
• 5.6.2 IAL 输入引擎
• 5.6.3 MiniGUI底层消息机制
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录:作者攻读硕士学位期间发表的论文