隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，我國機動車輛的數(shù)量不斷的增加，造成了交通事故日益增多、交通擁擠等一系列社會急需解決的問題。車載定位終端是嵌入式技術(shù)、ARM處理器技術(shù)、GPS技術(shù)、GPRS無線通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，對智能交通的研究和發(fā)展具有重要意義，為現(xiàn)代交通運輸提供了新穎，可靠，有效的控制和管理途徑。 本文先通過對GPS衛(wèi)星定位理論，衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理的深入研究，對GPRS移動通信技術(shù)規(guī)范的細致分析以及ARM嵌入式硬件系統(tǒng)、Linux嵌入式操作系統(tǒng)等計算機技術(shù)的不斷實踐，提出一套基于GPRS無線通信技術(shù)的車載定位終端的設(shè)計方案。車載定位終端將GPS模塊傳輸過來的定位信息提取出來，一方面將定位信息顯示在界面上，一方面通過GPRS模塊將車輛信息發(fā)送給車輛監(jiān)控中心。本設(shè)計采用ARM920T核的S3C2410A微處理器作為硬件平臺，然后設(shè)計相應(yīng)的外圍電路，加上GPS模塊電路和GPRS模塊電路，構(gòu)成一個完整的硬件系統(tǒng)。軟件設(shè)計采用宿主機/目標機的開發(fā)模型，在構(gòu)建好交叉編譯環(huán)境后，向處理器上移植Bootloader和Linux操作系統(tǒng)。然后用Qt應(yīng)用軟件，采取多線程編程的方法完成GPS數(shù)據(jù)的提取、車輛信息發(fā)送和人機界面的實現(xiàn)。最后將編譯好的程序，下載到硬件平臺。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力電子設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)中的諧波污染越來越嚴重，極大地危害了電力設(shè)備的安全運行。電網(wǎng)中的諧波成份非常復(fù)雜，因此諧波的檢測分析，是消除或降低諧波污染的前提。 通過大量資料的收集、閱讀及相關(guān)技術(shù)的研究，本文分析了嵌入式系統(tǒng)在電力系統(tǒng)測控中的應(yīng)用優(yōu)勢，設(shè)計了以ARM7TDMI內(nèi)核處理器LPC2214為核心的電網(wǎng)諧波檢測分析系統(tǒng)。系統(tǒng)主要實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)三相電壓、電流的諧波檢測與分析，包括電量數(shù)據(jù)采集和諧波分析兩個部分。詳細分析了諧波檢測分析系統(tǒng)的工作原理，明確了系統(tǒng)功能需求，對系統(tǒng)各模塊進行了設(shè)計，通過多路同步采集將電網(wǎng)電量數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，在處理器中完成數(shù)據(jù)倒序處理和快速傅立葉變換等相關(guān)的運算處理工作，可以得到各次諧波含量。 通過文中設(shè)計的硬件同步電路，可以準確獲得電網(wǎng)信號三相電壓與電流周期，通過同步采樣的方法，消除或減小因快速傅立葉變換存在的頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)的誤差。結(jié)合諧波檢測分析的需求與FFT算法的特點，為了減小響應(yīng)時間，提高運算速度，采用了實序列快速傅立葉變換對數(shù)據(jù)的整合運算，即通過一次快速傅立葉變換運算，完成各相電流與電壓兩組數(shù)據(jù)從時域到頻域的轉(zhuǎn)換，并分析得到頻域幅值和時域幅值之間的線性關(guān)系，避免了傅立葉反變換運算，提高了運算速度，實現(xiàn)諧波的準確檢測。 最后經(jīng)過樣機測試證明，本文設(shè)計的電網(wǎng)諧波檢測與分析系統(tǒng)能夠準確、可靠的實現(xiàn)諧波含量的檢測與分析。
標簽： ARM 電網(wǎng)諧波 檢測 分
上傳時間： 2013-07-10
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現(xiàn)代噴氣織機以其高速、高性能等優(yōu)勢，占據(jù)了無梭織機的大部分市場，并成為最有發(fā)展前景的一種織機。送經(jīng)、卷取機構(gòu)是織機控制系統(tǒng)的重要組成部分，其對經(jīng)紗張力的控制精度已成為評定織機質(zhì)量的重要技術(shù)指標。因此，提高和改善噴氣織機的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)的性能非常必要，而且，開發(fā)具有高速、高精度的獨立電子送經(jīng)和卷取控制模塊具有廣闊的應(yīng)用前景。 本課題研究開發(fā)了一款獨立的電子送經(jīng)和卷取控制模塊，通過人機界面或CAN通訊對該控制系統(tǒng)所需參數(shù)進行設(shè)置，使其可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置應(yīng)用于不同型號的噴氣織機。通過對系統(tǒng)的控制分析，本課題主要從硬件電路設(shè)計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先，通過對噴氣織機的性能要求及控制器結(jié)構(gòu)與性能的綜合考慮，系統(tǒng)采用以高速ARM7TDMI為內(nèi)核的低功耗微處理器LPC2294作為系統(tǒng)控制器，該控制器不僅速度快、性能穩(wěn)定，而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設(shè)計。硬件電路設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，主要功能模塊包括嵌入式最小系統(tǒng)模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據(jù)系統(tǒng)需要，對各個模塊的控制器件進行選取，并設(shè)計出各個模塊的接口電路。最后，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在硬件電路設(shè)計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設(shè)計方面，系統(tǒng)采用嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II，便于系統(tǒng)升級和維護。在系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計要求對操作系統(tǒng)內(nèi)核進行剪裁和移植，并對系統(tǒng)時鐘節(jié)拍進行修改。結(jié)合硬件電路及系統(tǒng)控制要求，對系統(tǒng)啟動代碼進行修改；并根據(jù)系統(tǒng)對各個功能模塊控制的時效性要求，對系統(tǒng)任務(wù)進行合理規(guī)劃。為了說明系統(tǒng)采用該RTOS的可行性，對實時性要求最高的張力采集任務(wù)進行了實時性分析。對CAN通訊協(xié)議進行制定和編程實現(xiàn)，并對I2C、CAN和LCD驅(qū)動程序進行開發(fā)，另外，對每個任務(wù)的功能及控制流程和任務(wù)間及任務(wù)與中斷間的信息通訊進行了說明。系統(tǒng)在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術(shù)，對硬件抗干擾進行補充。 最后，針對經(jīng)紗張力的非線性和滯后性等復(fù)雜特性，對張力調(diào)節(jié)采用模糊參數(shù)自整定PID控制算法，設(shè)計出張力模糊參數(shù)自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下，對PID控制器下的張力算法及模糊參數(shù)自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現(xiàn)進行了說明。關(guān)鍵詞：ARM； μC/OS-II；噴氣織機；送經(jīng)卷取；模糊PID
標簽： ARM 噴氣織機 電子送經(jīng) 控制
上傳時間： 2013-06-11
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汽車黑匣子(又稱汽車行駛記錄儀)是一種使用在汽車上的數(shù)字式電子記錄裝置。這種裝置能對車輛的行駛速度、時間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其他狀態(tài)信息進行記錄存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。汽車行駛記錄儀的使用，對抑制疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛?cè)藛T的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文根據(jù)汽車行駛記錄儀國家標準GB/T 19056-2003，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計了一種具有音視頻處理功能的汽車黑匣子，采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)，同時為了使汽車黑匣子能更方便地與上位機之間進行通訊，本系統(tǒng)采用了USB Mass Storage設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 論文首先介紹了汽車黑匣子的研究背景，并對國內(nèi)外汽車黑匣子的研究現(xiàn)狀進行了概括，在此基礎(chǔ)上提出了本課題需要完成的目標。接下來，論文闡述了系統(tǒng)總體設(shè)計的構(gòu)思以及各個功能模塊不同方案優(yōu)劣的比較，給出了最后的設(shè)計方案，并建立了系統(tǒng)的開發(fā)平臺。在硬件設(shè)計方面詳細地介紹了各主要功能部件及電路的設(shè)計和特點。在軟件設(shè)計單元介紹了Linux操作系統(tǒng)和Bootloader的特點，并給出了系統(tǒng)軟件的各模塊程序設(shè)計。在文件系統(tǒng)設(shè)計部分，論文討論了在NandFlash中建立FAT文件系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。最后通過Linux下USB Mass Storage設(shè)備驅(qū)動的設(shè)計和調(diào)試，實現(xiàn)汽車黑匣子記錄的數(shù)據(jù)通過USB接口與PC機或PDA之間的通信。 本文在結(jié)束處對整個課題作出總結(jié)，并指出在本系統(tǒng)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上性能還可以進一步改善和改進的地方。
上傳時間： 2013-05-27
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視頻監(jiān)控以其直觀方便、準確、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合，已經(jīng)滲透到交通、城市治安、國防等多種領(lǐng)域，甚至家庭安防，在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性可靠性不高、價格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點。近年來，隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)、電子與通信、圖像處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用而生。 本文針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求，結(jié)合嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了一種實時性好、可靠性高、成本低的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ARM9微處理器作為硬件平臺，以具有開發(fā)資源豐富、免費等優(yōu)勢的Linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。該系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，并使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。視頻數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議選擇了支持組播技術(shù)的RTP/RTCP傳輸協(xié)議，客戶端在Linux下實現(xiàn)了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統(tǒng)與視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)，分析了國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的背景和意義進行了闡述，并討論了幾種常見的視頻監(jiān)控解決方案，對幾種目前流行的視頻壓縮算法進行了對比；然后，提出了嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件總體架構(gòu)，并逐步對硬件平臺和軟件模塊設(shè)計進行了選擇和細化。其中，硬件平臺根據(jù)視頻數(shù)據(jù)采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器；軟件設(shè)計中，首先完成了嵌入式系統(tǒng)的交叉開發(fā)環(huán)境搭建，針對ARM-Linux特性，完成了在開發(fā)板上操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等移植，最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網(wǎng)絡(luò)傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外，對系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的某些關(guān)鍵技木進行了較為詳盡的探討和研究，這對于從事相關(guān)科研工作的同仁們具有一定的參考價值。
標簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化產(chǎn)品的普及以及Intemet廣泛深入的應(yīng)用，從消費電器到工業(yè)設(shè)備，從民用產(chǎn)品到軍用器材，嵌入式系統(tǒng)己被廣泛的應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、消費電子和自動化控制等各個領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿κ蛊涑蔀?1世紀的應(yīng)用熱點之一。為了學習、研究和使用嵌入式技術(shù)，國內(nèi)許多高校都在開展或計劃開展嵌入式系統(tǒng)教學。因此，研制基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)已迫在眉睫。 本文在分析了各種嵌入式教學實驗系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，提出并研究設(shè)計了一款基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)。本文概括地闡述了嵌入式系統(tǒng)的概念、設(shè)計流程、發(fā)展趨勢，分析了嵌入式系統(tǒng)教學開展的必要性。根據(jù)實驗系統(tǒng)的需求分析、功能規(guī)劃和教學內(nèi)容安排，設(shè)計了一個基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)的硬件平臺，詳細論述了硬件平臺的設(shè)計及實現(xiàn)過程，同時給出了電路原理圖。研究了嵌入式操作系統(tǒng)的啟動和移植，包括嵌入式操作系統(tǒng)的選型、系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader的設(shè)計與實現(xiàn)、嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux內(nèi)核的移植。以嵌入式網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用背景，分析了嵌入式Boa服務(wù)器的程序結(jié)構(gòu)，修改并實現(xiàn)了嵌入式Boa服務(wù)器。在Boa服務(wù)器的基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)了遠程控制嵌入式系統(tǒng)I/O端口的應(yīng)用程序，實現(xiàn)了通過瀏覽器控制A/D轉(zhuǎn)換器進行模擬信號采集并獲得采樣數(shù)據(jù)的功能。 實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)達到了預(yù)期的設(shè)計目標，能夠滿足嵌入式系統(tǒng)教學實驗的要求。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 教學實驗系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-23
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飛機飛行的高度、馬赫數(shù)和升降速度等參數(shù)是飛機的自動控制、導(dǎo)航、火控、空中管制、和告警等系統(tǒng)必不可少的信息。隨著飛機性能的不斷增強，飛機上各系統(tǒng)對飛行參數(shù)測試的要求也越來越高，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)代高速飛機飛行參數(shù)的測試需求，本文針對項目委托方提出的技術(shù)要求，經(jīng)過對飛行參數(shù)測試技術(shù)及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用嵌入式技術(shù)，設(shè)計一款基于32位微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示為一體的測試飛機飛行高度、馬赫數(shù)和升降速度的系統(tǒng)。 基于課題的研究內(nèi)容，本文在分析研究飛機飛行參數(shù)測試原理的基礎(chǔ)上，圍繞著設(shè)計目標，從整體方案的選擇、系統(tǒng)各部分元件的選取及測試系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計等方面闡述了主要開展的設(shè)計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計和氣壓傳感器的溫度補償方法進行了深入論述。 應(yīng)當指出，本文介紹的大氣數(shù)據(jù)參數(shù)測試專用機，選用小型化高采樣速率的硅壓阻式氣壓傳感器、高性能的32位ARM微處理器、高精度A/D轉(zhuǎn)換器、專用接口芯片等優(yōu)化組合，集成度高，體積小，重量輕。實驗結(jié)果表明了所設(shè)計的系統(tǒng)方案合理有效，具有較好的實時性和可靠性，基本上滿足了系統(tǒng)的設(shè)計需要。
標簽： ARM 嵌入式 飛行參數(shù) 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
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嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種以嵌入式技術(shù)、視頻編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它在穩(wěn)定性、實時性、處理速度、功能、價格、擴展性等方面和傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比有著突出的優(yōu)勢，同時也代表著目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究和發(fā)展的方向。 本文研究并實現(xiàn)了以微處理器S3C2440和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。論文首先介紹了嵌入式視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀，而后闡述了該系統(tǒng)硬件總體設(shè)計方案，討論了基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺的構(gòu)建，詳細論述了視頻采集、編碼、存儲、傳輸?shù)葐卧能浻布O(shè)計，重點論述了基于AL9V576的視頻編碼模塊和基于TW2835的視頻處理模塊的設(shè)計。 本文研究的主要內(nèi)容如下： 1、研究視頻采集單元的優(yōu)化方法，設(shè)計采用音視頻控制器TW2835采集四路模擬視頻輸入信號并疊加OSD環(huán)境信息顯示，提高了視頻處理的功能和視頻質(zhì)量； 2、研究雙核構(gòu)架，采用混合信號系統(tǒng)級芯片C8051F340控制TW2835、采集環(huán)境信息并與S3C2440串口通信，使視頻采集單元模塊化設(shè)計，增加了產(chǎn)品設(shè)計的靈活性，減小了主控芯片的負擔和軟件設(shè)計的復(fù)雜性，便于產(chǎn)品功能的擴展和二次開發(fā)； 3、研究并分析了MPEG-4的硬件實現(xiàn)方式，采用高品質(zhì)、高性能、低功率視頻壓縮芯片AL9V576進行MPEG-4編碼，大幅提升了壓縮效率，另外還設(shè)計了SRAM主機接口與主控芯片通信，突破了傳統(tǒng)芯片大多采用的PCI接口的限制，方便模塊的組合； 4、研究并設(shè)計了CF卡存儲方案，實現(xiàn)了一種在嵌入式視頻服務(wù)器上的視頻檢索和存儲方法。
標簽： ARM 嵌入式遠程 視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-16
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本文主要研究一種在嵌入式系統(tǒng)上的GPS終端的軟件設(shè)計方法。隨著GPS技術(shù)在包括道路測控、汽車導(dǎo)航、交通管理、石油勘探、海上作業(yè)和緊急救援等軍事和民用的眾多領(lǐng)域中的越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，GPS系統(tǒng)對生產(chǎn)、生活的影響也愈加深遠。另一方面，硬件開發(fā)與嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件研發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展促使移動計算技術(shù)在手持設(shè)備中也得到廣泛的應(yīng)用，掌上電腦(PDA)與智能手機等移動式計算系統(tǒng)日益普及，功能日漸完善，在手持式設(shè)備中實現(xiàn)GPS移動定位、導(dǎo)航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統(tǒng)要求處理速度快，占用存貯空間小，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的人機交互特點，論文采用基于ARM架構(gòu)的S3C2410處理器作為基礎(chǔ)硬件平臺，以O(shè)penSource的Linux作為操作系統(tǒng)平臺，MiniGui為圖形用戶界面支持系統(tǒng)，SQLite為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究并設(shè)計了應(yīng)用嵌入式地圖的GPS定位系統(tǒng)。 該系統(tǒng)不僅為用戶提供基本的地圖信息，還利用GPS儀器實現(xiàn)在地圖上定位功能，使用戶獲得當前位置相關(guān)的附屬信息。該系統(tǒng)簡單可行，不依賴其他服務(wù)器工作，可用在移動設(shè)備、車載導(dǎo)航等領(lǐng)域。 論文研究了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用與MiniGUI圖形界面和SQLite數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)向Arm-Linux系統(tǒng)上的移植；闡述了Linux下觸摸屏驅(qū)動的設(shè)計與應(yīng)用；分析了GPS系統(tǒng)中地理坐標系統(tǒng)的定義和坐標轉(zhuǎn)換基本原理；根據(jù)轉(zhuǎn)換公式實現(xiàn)地理經(jīng)緯度坐標、平面直角坐標以及屏幕窗口坐標間的相互轉(zhuǎn)換；分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式；設(shè)計了用于存儲地圖信息及附屬信息的SQLite數(shù)據(jù)庫；通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設(shè)備采集定位信息并進行解析；在MiniGui上實現(xiàn)電子地圖與定位信息的顯示，支持觸摸屏上的人機交互；并在電子地圖上實現(xiàn)放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時給出了目標系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)果，并分析了系統(tǒng)設(shè)計中的一些不足，提出了在以后的工作中改進系統(tǒng)效能的設(shè)想。
上傳時間： 2013-04-24
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作為在保障網(wǎng)絡(luò)安全方面扮演著至關(guān)重要角色的防火墻技術(shù)從出現(xiàn)到發(fā)展至今一直是網(wǎng)絡(luò)安全研究中的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，它在信息化、網(wǎng)絡(luò)化的過程中也變的越來越重要。為了使防火墻能快速且深入地對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的海量信息進行安全檢測，并能應(yīng)對來自各個網(wǎng)絡(luò)層的威脅，將傳統(tǒng)的基于軟件的防火墻轉(zhuǎn)向硬件平臺實現(xiàn)是不可阻擋的發(fā)展趨勢。 首先闡述了網(wǎng)絡(luò)安全的現(xiàn)狀、網(wǎng)絡(luò)安全研究的重大意義、防火墻目前的發(fā)展狀況及未來的發(fā)展趨勢，然后介紹了防火墻的概念、功能和分類。重點分析了著名的開源入侵檢測系統(tǒng)Snort的功能實現(xiàn)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對Linux中自帶的網(wǎng)絡(luò)安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了簡要介紹，然后對現(xiàn)在較流行的基于軟件的字符串匹配算法和硬件實現(xiàn)方法進行對比分析，通過對已存在的解決方法的深入研究，提出了基于ARM處理器并采用內(nèi)容可尋址存儲器(CAM)的硬件防火墻系統(tǒng)設(shè)計方案。將Snort中對數(shù)據(jù)包載荷檢測部分中的順序檢測替換為由CAM結(jié)合Wu-Manbcr多模式匹配算法實現(xiàn)，其中CAM完成短模式匹配，Wu-Manber算法完成長模式匹配，并將Snort與Iptables/Netfilter有機結(jié)合移植到基于ARM的嵌入式平臺中，系統(tǒng)可以通過主機對防火墻的狀態(tài)進行實時監(jiān)控和規(guī)則更新。 設(shè)計了防火墻的整個硬件電路，其中重點分析了CAM模塊的設(shè)計。通過對Sourcefire的Snort VRT2.4版免費規(guī)則庫的統(tǒng)計分析和計算模擬得出了對規(guī)則集的最佳劃分長度；在軟件部分研究了Bootloader制作、Linux內(nèi)核的裁減與移植及根文件系統(tǒng)制作等內(nèi)容。重點分析了摩托羅拉公司的專用CAM芯片MCM69C432的驅(qū)動程序設(shè)計和相應(yīng)的調(diào)用方法，并結(jié)合主機軟件部分的功能分析了雙方的通信協(xié)議及實現(xiàn)，最后通過程序?qū)ο到y(tǒng)仿真并選用林肯數(shù)據(jù)集進行模擬測試，測試結(jié)果表明系統(tǒng)比以前效率有了大幅提高，過濾速度已達到最初設(shè)計目標，證明了此硬件防火墻方案的可行性。 最后總結(jié)了本人的工作并指出此種方案的硬件防火墻的不足、需要改進之處和它的良好應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-07-24
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