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基于Jupiter处理器的嵌入式网关研究

2020-11-21阅读(260)

基于Jupiter处理器的嵌入式网关研究

论文摘要

随着计算机网络技术的发展,引发了控制领域深刻的技术变革,控制系统结构向网络化、开放性方向发展将是控制系统技术发展的主要潮流,但是应用于企业底层的控制网络较企业信息网络的发展相对滞后。为了实现远程控制生产现场,必须实现控制网和信息网的融合。本论文提出了一种新的控制网络结构以实现企业控制网络和信息网的无缝连接。 本文以基于Jupiter处理器的嵌入式网关设计和实现为出发点,介绍了嵌入式网关在工业控制系统中的应用。重点研究了以太网和设备总线之间实现数据转换的关键设备嵌入式网关硬件和软件实现方法,并对传统的TCP/IP协议栈做了大幅度简化,只保留其中最核心的部分,这样就可以减少对系统资源的需求,从而可以在低成本、低速度、小内存的微控制器上实现网络连接。 随着嵌入式系统应用的普及,一个设计良好的操作系统已成为嵌入式系统中不可缺少的关键。uClinux作为一个源代码开放的优秀操作系统,使得它非常适合做嵌入式网关操作系统。我们选择其作为我们的操作系统并在uClinux基础上实现了外围扩展设备的驱动软件以及网关功能的管理软件。 另外为了能够充分利用各种通信资源,在不方便铺设网线情况下使嵌入式网关接入Internet,本文完成了基于GPRS的无线数据收发功能以实现一种新的接入方案。 本系统在用户功能集成、通讯协议转换、软件接口标准化、多用户管理、应用软件开发等方面均有一定创新之处,对于同类系统的设计具有实际的参考和推广价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • Contents
  • 第一章 绪论
  • 1.1 嵌入式网关的研究背景
  • 1.2 嵌入式设备网络化的发展概况
  • 1.3 嵌入式网关方案的提出
  • 1.3.1 嵌入式网关的定义
  • 1.3.2 嵌入式网关的组成
  • 1.3.3 嵌入式网关的优点
  • 1.4 本文的主要研究内容
  • 第二章 嵌入式网关硬件设计
  • 2.1 嵌入式网关的模型
  • 2.2 嵌入式网关的硬件设计
  • 2.2.1 Jupiter处理器的Ethernet接口设计
  • 2.2.2 Jupiter处理器的LCD接口设计
  • 2.2.3 Jupiter处理器的Keyboard接口设计
  • 2.2.4 Jupiter处理器的RS232接口设计
  • 2.2.5 Jupiter处理器的SDRAM接口设计
  • 2.2.6 Jupiter处理器的FLASH接口设计
  • 2.2.7 Jupiter处理器的GPRS接口设计
  • 第三章 软件系统需求分析和操作系统的选择
  • 3.1 软件系统的需求分析
  • 3.1.1 具备较完善的通讯协议
  • 3.1.2 能够进行用户管理
  • 3.1.3 利用浏览器对系统进行控制
  • 3.1.4 可以修改系统参数配置
  • 3.2 嵌入式操作系统的选择
  • 3.2.1 评估嵌入式操作系统的一些指标
  • 3.2.2 Linux成为嵌入式操作系统的可能性
  • 3.2.3 标准Linux系统的一些不足
  • 3.3 uClinux的产生
  • 3.3.1 uClinux的小型化
  • 3.3.2 uClinux的启动
  • 3.3.3 uClinux的执行流程
  • 第四章 嵌入式网关软件设计
  • 4.1 嵌入式网关协议转换设计
  • 4.1.1 TCP/IP协议栈的裁剪设计
  • 4.1.2 TCP/IP协议栈的模块化设计
  • 4.1.3 TCP/IP协议栈的缓冲区设计
  • 4.1.4 TCP/IP协议栈的安全性设计
  • 4.1.5 TCP/IP协议栈的协议转换
  • 4.2 JUPITER处理器的启动程序
  • 4.2.1 crtO.S程序设计
  • 4.2.2 rc启动脚本程序
  • 4.2.3 内核的配置和编译
  • 4.3 Jupiter处理器的软件开发平台
  • 4.4 Jupiter处理器的驱动程序设计
  • 4.4.1 Jupiter处理器的TCP/IP驱动
  • 4.4.2 Jupiter处理器的Keyboard驱动
  • 4.4.3 Jupiter处理器的RS232驱动
  • 4.4.4 Jupiter处理器的LCD驱动
  • 4.4.5 Jupiter处理器的MC35i驱动
  • 4.5 Jupiter处理器的CGI程序开发
  • 4.5.1 CGI应用原理
  • 4.5.2 基于uClinux的动态Web实现技术
  • 4.5.3 简单信息系统的构造
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 主要研究工作总结
  • 5.2 系统的完善与展望
  • 5.3 结束语
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的论文
  • 独创性声明
  • 致谢

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