本文的主要研究內(nèi)容是利用FPGA平臺實現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)接口。 首先，對論文的大致內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)做了簡要介紹，并且比較分析了目前比較流行的網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)的三種方法，并以此為基礎(chǔ)提出了本文中重點介紹的基于FPGA 的網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)方法。 其次，介紹采用以FPGA 做為主控芯片控制8019AS 網(wǎng)絡(luò)控制芯片來實現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)上接收數(shù)據(jù)幀的功能。FPGA 需要在上電時完成對于8019AS的初始化設(shè)置。在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)報文時，對相應(yīng)的寄存器進行控制和操作以完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的接收。對FPGA 與8019AS 之間的接口實現(xiàn)進行了詳細的描述。 最后，介紹了在FPGA 內(nèi)部對于接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀進行TCP/IP協(xié)議分析的具體過程和實現(xiàn)方法。分別詳細介紹了接收模塊、發(fā)送模塊以及其中子模塊具體功能和實現(xiàn)方法。說明了模塊之間相互觸發(fā)的具體關(guān)系。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)接口一般是采用MCU 或者ARM 等專用控制芯片來實現(xiàn)的，而此次課題以FPGA 作為主控芯片來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口以及部分TCP/IP 協(xié)議分析是一個創(chuàng)意。而且由于FPGA 多管腳可以靈活配置，也使得系統(tǒng)的可擴展性有了很大的提高。
標簽： FPGA 以太網(wǎng)絡(luò) 接口的設(shè)計
上傳時間： 2013-06-09
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ARM嵌入式技術(shù)在工業(yè)和生活中正得到越來越廣泛的應(yīng)用，為了適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和社會的需求，滿足為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，高校通信類和電子類專業(yè)開設(shè)ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程及其實驗課程將成為趨勢。在課程中設(shè)置合理實驗，可以有效提高學(xué)生的動手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，幫助學(xué)生更快、更好地掌握理論和應(yīng)用技術(shù)。 論文設(shè)計的ARM嵌入式教學(xué)實驗系統(tǒng)包括一塊適合普通高校嵌入式技術(shù)實驗課程教學(xué)的實驗開發(fā)板及其配套的實驗。該實驗系統(tǒng)針對一般高校所開設(shè)的ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的要求而設(shè)計，配套實驗符合教學(xué)大綱及實驗課時的要求。 論文設(shè)計的實驗開發(fā)板主要組成模塊有：最小系統(tǒng)，包括控制器模塊、電源模塊、復(fù)位模塊、Flash ROM模塊、SDRAM模塊、JTAG接口等；擴展接口，包括LED、鍵盤、RS232串口、I2C接口、液晶模塊、以太網(wǎng)模塊等。實驗開發(fā)板采用S3C4510B網(wǎng)絡(luò)控制芯片用作控制和信號處理，使用網(wǎng)絡(luò)接口芯片DM9161和隔離變壓器H1102完成網(wǎng)絡(luò)接入，使用AM29LV160和HY57V641620HG構(gòu)建16位存儲單元，使用AT24C01和PCF8583來構(gòu)建I2C接口，使用MAX232完成TTL電平轉(zhuǎn)換以擴展RS232串口，并擴展鍵盤和LCD實現(xiàn)人機交互。實驗開發(fā)板的硬件設(shè)計充分考慮了一般高校實驗室的條件和需求，能夠較好地將成本控制在150元左右，有利于在有限的條件下為每個學(xué)生盡可能的創(chuàng)造動手制作PCB的實驗條件。實驗板的接口設(shè)計能夠讓學(xué)生較為方便地開展實驗，并考慮了實驗板擴展和二次開發(fā)的需要。 論文設(shè)計的實驗系統(tǒng)配套實驗主要有基礎(chǔ)實驗、擴展實驗和設(shè)計實驗。基礎(chǔ)實驗主要幫助學(xué)生熟悉嵌入式系統(tǒng)的片內(nèi)資源和特殊功能寄存器的配置方法，對整個嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)有一定的理解，能編程完成一些簡單的控制功能；擴展實驗主要幫助學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計的基本理念，能夠設(shè)計和實現(xiàn)常見的外設(shè)驅(qū)動程序，能夠進行操作系統(tǒng)的配置和移植，能夠自行對實驗板進行一定程度的擴展；設(shè)計實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生提高嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)能力，使學(xué)生能根據(jù)需要設(shè)計出實現(xiàn)一定功能的擴展模塊，從而使實驗板擴展成實現(xiàn)具體功能的工業(yè)產(chǎn)品。基礎(chǔ)實驗包括ADS集成環(huán)境實驗、鍵盤實驗（GPIO輸入）、LED實驗（GPIO輸出）、定時器實驗、外部中斷實驗、UART串口通信實驗、I2C接口實驗、液晶顯示實驗；擴展實驗包括建立交叉編譯環(huán)境實驗、操作系統(tǒng)編譯實驗、操作系統(tǒng)移植實驗、以太網(wǎng)通信實驗、TFTP實驗、WEB訪問實驗；設(shè)計實驗包括TCP/IP協(xié)議棧實驗、Web服務(wù)器實驗。學(xué)生通過完成基礎(chǔ)實驗、擴展實驗和設(shè)計實驗來達到教學(xué)大綱的要求，并可以在此基礎(chǔ)上進行更深入的創(chuàng)新性開發(fā)實驗，可以滿足一般高校嵌入式技術(shù)實驗課程教學(xué)的需要。 論文介紹了嵌入式交叉編譯環(huán)境的建立以及實驗開發(fā)板設(shè)計完成后進行的調(diào)試。實驗開發(fā)板移植的嵌入式操作系統(tǒng)為uClinux，采用的Bootloader為U-boot。論文還簡單介紹了實驗系統(tǒng)的擴展方案和二次開發(fā)方案，并對嵌入式新技術(shù)的發(fā)展做了粗淺的探討。 論文所做的工作以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，是對普通高校ARM嵌入式技術(shù)實驗課程設(shè)計的一次有益探索。
標簽： ARM 嵌入式 教學(xué)實驗系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，以TCP/IP協(xié)議為代表的開放式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但是大量的設(shè)備都有SPI串行接口，這些設(shè)備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，因此必須要尋求一種解決方案，用來解決這些傳統(tǒng)設(shè)備與現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互聯(lián)問題。本文針對這種情況設(shè)計了一種基于ARM處理器的嵌入式以太網(wǎng)接口系統(tǒng)。 本文分別對SPI串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)進行研究和分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個嵌入式系統(tǒng)—基子ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，來實現(xiàn)SPI串行口與網(wǎng)口的數(shù)據(jù)傳輸。 首先分析了當前串行通信的應(yīng)用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，指出SPI串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，然后詳細介紹了嵌入式處理器LM3S8962的特點和內(nèi)部結(jié)構(gòu)接著闡述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的總體設(shè)計以及每層協(xié)議的編寫過程。在硬件設(shè)計方面，對本文所設(shè)計的系統(tǒng)—基于ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進行了總體設(shè)計，將系統(tǒng)分為三個主要模塊：處理器模塊、SPI通信模塊和以太網(wǎng)接口模塊。同時在軟件設(shè)計方面對啟動代碼流程、驅(qū)動程序設(shè)計與實現(xiàn)、軟件包的配置進行了說明。對設(shè)計的主程序的流程圖以及各個任務(wù)參數(shù)設(shè)置加以分析。最后對系統(tǒng)進行了測試表明通信是成功的。 總之，本文完成了嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件平臺架構(gòu)設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)的移植，為今后嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的后繼開發(fā)提供了一個嵌入式平臺，研究成果對于嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)在遠程控制領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的參考價值。
標簽： Cortex ARM 嵌入式 以太網(wǎng)通信
上傳時間： 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)以及數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)已被應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、儀器儀表、國防軍事以及自動化控制等各個領(lǐng)域。而結(jié)合視頻監(jiān)控的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)更是應(yīng)用的熱點。正是順應(yīng)這一趨勢，作者展開了對遠程視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計了基于嵌入式平臺的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)以友善之臂公司的friendly arm作為硬件平臺、嵌入式linux作為軟件平臺、以傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來實現(xiàn)高速的視頻數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)視、以GPRS作為擴展模塊來實現(xiàn)遠距離的用戶手機報警提示。該系統(tǒng)主要設(shè)計應(yīng)用于無人值守的家用現(xiàn)場環(huán)境。 論文詳細的論述了基于ARM9的S3C2410A作為系統(tǒng)硬件平臺、擴展外圍的GPRS模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊和觸摸屏顯示模塊的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。還詳細的論述了在該平臺上配置交叉開發(fā)環(huán)境和移植bootloader的過程，裁剪和配置嵌入式linux系統(tǒng)的過程。同時按照系統(tǒng)方案設(shè)計了視頻數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，基于TCP/IP的以太網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用軟件，以及基于GPRS的串口數(shù)據(jù)發(fā)送軟件。系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場采集的視頻數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理，啟用GPRS發(fā)送警示短信息；同時用戶可以根據(jù)現(xiàn)有接入以太網(wǎng)的計算機來調(diào)閱現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)信息。 最后將該監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于普通的家用環(huán)境，結(jié)果通過對現(xiàn)場采集的視頻數(shù)據(jù)和發(fā)送的警示短信息表明該系統(tǒng)能夠滿足于同常的無人值守的家用環(huán)境。同時總結(jié)了存在的問題以及今后需要改進的方向：首先，該系統(tǒng)有良好的擴展性能，通過相應(yīng)的總線和接口擴展可以實現(xiàn)智能家用電器控制系統(tǒng)；其次，該系統(tǒng)有一定的商業(yè)和社會價值。當然系統(tǒng)也有不足的地方，軟件設(shè)計處于測試階段，有很多需要完善的地方。最后，通過研究和實驗表明：基于ARM/GPRS的遠程家用監(jiān)控系統(tǒng)具備了實時監(jiān)控和即時報警功能，可以應(yīng)用于實際家用監(jiān)控場合。
標簽： ARMGPRS 遠程 家 監(jiān)控平臺
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能核儀器逐步走向自動化、智能化、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。針對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器體積大，人機交互不友好，不方便現(xiàn)場分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續(xù)出現(xiàn)填補了這一缺點。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以ARM為核的處理器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，相比較單片機而言，它的主頻高、運算速度快，可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時間上的要求。而且ARM處理器功耗小，適合于功耗要求比較苛刻的地方，這些方面的特點正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時，由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設(shè)資源，這樣就簡化了外設(shè)電路及芯片的使用，降低了功耗并增強了產(chǎn)品的信賴性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系統(tǒng)，為多道脈沖幅度分析器多任務(wù)的管理和并行的處理，甚至硬實時功能的實現(xiàn)提供了前提。而且在ARM平臺使用嵌入式linux操作系統(tǒng)使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級。 智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發(fā)展趨勢。智能化要求系統(tǒng)的自動化程度高、操作簡便、容錯性好。智能化除了需要控制軟件外，還需要軟件命令的執(zhí)行者即硬件控制電路來實現(xiàn)相應(yīng)的控制邏輯，兩者的結(jié)合才能真正的實現(xiàn)智能化。小型化要求系統(tǒng)的體積小、功耗小、便于攜帶；小型化除了要求采用微功耗的器件，還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少，但小型化的同時必須保持系統(tǒng)的智能化，即不能減少智能化所要求的復(fù)雜的邏輯和時序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實現(xiàn)控制電路能滿意地同時滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中，幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實現(xiàn)，如閾值設(shè)定、自動穩(wěn)譜以及多道數(shù)據(jù)采集，在節(jié)省了元件的數(shù)目和電路板的尺寸的同時仍能保持系統(tǒng)的智能化程度。 Linux內(nèi)核精簡而高效，可修改性強，支持多種體系結(jié)構(gòu)的處理器等，使得它是一個非常適合于嵌入式開發(fā)和應(yīng)用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux可以運行的硬件平臺十分廣泛，從x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他許多硬件體系結(jié)構(gòu)。目前在世界范圍內(nèi)，ARM體系結(jié)構(gòu)的SOC逐漸占領(lǐng)32位嵌入式微處理器市場，ARM處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個領(lǐng)域，例如：工業(yè)控制，無線通訊，網(wǎng)絡(luò)，消費類電子，成像等。 本課題采用三星公司生產(chǎn)的ARM(Advanced RISC Machines，先進精簡指令集機器)芯片S3C2410A設(shè)計并研制了一種便攜式的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案。利用ARM芯片豐富的外設(shè)資源對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器進行改進和簡化。系統(tǒng)由前端探測器系統(tǒng)，以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路，中央處理器模塊，顯示模塊，用戶交互模塊，存儲模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等多個模塊組成。本設(shè)計基于ARM9芯片S3C2410，并在此平臺上移植了嵌入式linux操作系統(tǒng)來進行任務(wù)的調(diào)度和處理等。 電路板核心板部分設(shè)計采用6層PCB板結(jié)構(gòu)，這樣增加了系統(tǒng)可靠性，提高了電磁兼容的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是多道脈沖幅度分析器的核心，A/D轉(zhuǎn)換直接使用了S3C2410內(nèi)置的ADC(Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，在2.5 MHz的轉(zhuǎn)換時鐘下最大轉(zhuǎn)換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點每秒)，滿足了系統(tǒng)最低轉(zhuǎn)換時間≤5 μs的要求，并且控制簡單，簡化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card，安全數(shù)碼卡)卡存儲容量大、攜帶方便、成本低等優(yōu)點，所以設(shè)計中采用其作為外部的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,其驅(qū)動部分采用SD卡軟件包，為開發(fā)帶來了方便。本設(shè)計采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏作為人機交互的顯示部分，并且通過Qt/Embedded為系統(tǒng)提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設(shè)置部分，這樣方便了用戶操作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方面是基于SQLite嵌入式小型數(shù)據(jù)庫而進行的。為了方便數(shù)據(jù)向上位機的傳輸，系統(tǒng)設(shè)計中采用XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)格式來組織傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議的Linux下Socket套接字編程，來進行與上位機或PC(Personal Computer,個人計算機或桌面機)等的連接和數(shù)據(jù)傳輸。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的進步，電腦互聯(lián)網(wǎng)的普及，傳統(tǒng)糧倉人工監(jiān)控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測控制系統(tǒng)所替代。在單機局部檢測控制的基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將整個糧倉測控系統(tǒng)集成在一起，通過網(wǎng)頁訪問方式，糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環(huán)境指標，各項溫濕度，氣體含量并通過控制電機等方式對環(huán)境各參數(shù)進行控制。 本文提出并設(shè)計了一套以ARM嵌入式開發(fā)板為核心的現(xiàn)代糧情測控系統(tǒng)。嵌入式糧情測控系統(tǒng)在傳感器采集到信號，進行處理后，將數(shù)據(jù)顯示在網(wǎng)頁和嵌入式開發(fā)板液晶屏上，通過TCP/IP協(xié)議，使用IE瀏覽器就可以在線查看實時數(shù)據(jù)，并且可以保存和打印數(shù)據(jù)，另外還可以通過網(wǎng)頁控制電機等設(shè)備工作。該系統(tǒng)硬件平臺使用ARM9微處理器S3C2410，以核心板和底板的方式組成，可以采集多路模擬和數(shù)字信號；支持標準RS232接口和USB通信接口；采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機交互接口，為操作人員提供了良好的監(jiān)控界面；軟件系統(tǒng)使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過交叉編譯模式，使用C語言編寫移植傳感器驅(qū)動和電機控制程序，使用Boa嵌入式WEB服務(wù)器和SQLite數(shù)據(jù)庫搭建遠程監(jiān)控系統(tǒng)，使用MiniGUI圖形軟件系統(tǒng)編寫了終端界面程序，完成了人機交互界面的設(shè)計。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測控系統(tǒng)的設(shè)計方案。第二章概述了嵌入式糧情測控系統(tǒng)的設(shè)計，包括嵌入式系統(tǒng)的特點及其軟硬件組成部分，以及系統(tǒng)設(shè)計中選用的各種傳感器及電機驅(qū)動器等。第三章詳細闡述了嵌入式糧情測控系統(tǒng)的實現(xiàn)，包括嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)流程，傳感器和電機的驅(qū)動及控制程序，以及嵌入式WEB遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設(shè)計以及應(yīng)用程序的設(shè)計。 論文最后對本課題的完成情況做了總結(jié)和評價，并且為本課題的發(fā)展提出了建議。
標簽： ARMLinuz 嵌入式 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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Internet的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速增長，使得對網(wǎng)絡(luò)管理的需求變得越來越重要。這就要求對網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備及協(xié)議進行管理。而當今網(wǎng)絡(luò)管理方式的發(fā)展趨勢是更加智能化、自動化。這就需要由網(wǎng)絡(luò)管理軟件來更大限度的減少網(wǎng)絡(luò)管理員工作量，使網(wǎng)絡(luò)管理員的工作從繁雜的管理網(wǎng)絡(luò)操作轉(zhuǎn)變到管理網(wǎng)絡(luò)工具。 SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）協(xié)議由于其易于實現(xiàn)和廣泛的TCP/IP應(yīng)用基礎(chǔ)而獲得廠商的支持。而開源的NetSNMP軟件的跨平臺特性，使其在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但以前基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理通常都是通過命令行或簡單的網(wǎng)絡(luò)管理工具，管理操作起來比較繁瑣，而且收集到的結(jié)果比較抽象。AdventNet公司出品的Opmanager軟件不僅擁有對SNMP監(jiān)控數(shù)據(jù)強大的圖形圖表生成能力，而且簡單易用。與NetSNMP結(jié)合，可以很好的實現(xiàn)企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)管理功能。因此本文選用Opmanager網(wǎng)絡(luò)管理軟件實現(xiàn)了基于嵌入式Linux平臺的SNMP圖形化監(jiān)控。 首先介紹了SNMP協(xié)議，包括SNMP協(xié)議的概述和SNMP協(xié)議的規(guī)范。其次構(gòu)建了基于ARM7和ARM9兩套嵌入式Linux開發(fā)平臺，并在Linux PC上建立了它們的交叉編譯環(huán)境。再次把NetSNMP代理程序分別移植到了這兩套ARM平臺，并對移植的程序進行裁減和優(yōu)化使其適合在嵌入式設(shè)備上運行。最后通過Opmanager網(wǎng)絡(luò)管理軟件實現(xiàn)了對嵌入式設(shè)備的圖形化監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上拓展了自定義的監(jiān)控項使Opmanager管理軟件能輪詢到它們并生成實時的圖形。最后Opmanager在快照主頁面將它們定義為主視圖，在主窗口顯示出來。
標簽： ARMLinuz SNMP 圖形化 監(jiān)控
上傳時間： 2013-08-02
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在現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域，人們對數(shù)據(jù)采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設(shè)備便攜化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，此外還需要友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數(shù)據(jù)采集卡，則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現(xiàn)很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。 本文以齒輪箱或機械轉(zhuǎn)軸的振動信號為采集對象設(shè)計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調(diào)理板為核心，在此基礎(chǔ)上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應(yīng)多種條件下的數(shù)據(jù)傳輸。同時系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據(jù)課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅(qū)動程序的設(shè)計。 本嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存儲容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設(shè)計方案具有很好的通用性和可擴展性。
標簽： ARM 處理器 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-05-28
上傳用戶：D&L37
目前，許多高校在機房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個機房中配置了1個IC 卡讀寫終端和1 臺監(jiān)控機。IC 卡讀卡終端只是一個普通的讀卡器，只負責(zé)讀取卡內(nèi)信息，并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機，讀卡終端本身沒有信息存儲功能，實際的計費管理完全是通過監(jiān)控計算機控制，監(jiān)控計算機向中心服務(wù)器端定時或?qū)崟r傳輸刷卡信息。由于整個系統(tǒng)要占用一臺微機，而且中間的信息傳遞、計費環(huán)節(jié)都要由它來完成，不僅浪費資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會出現(xiàn)一些問題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計算機之間的信息傳輸只是暫時保存在監(jiān)控計算機中，如果監(jiān)控計算機遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計算機中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點未完全體現(xiàn)IC卡除了能標識身份外，還有電子錢包功能，能對其進行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標識身份，實際的每次扣款，都是由監(jiān)控計算機和中心服務(wù)器來完成，基本與讀卡設(shè)備無關(guān)。 3) 不方便學(xué)生上機和收費管理學(xué)生每次上機刷卡，都要由監(jiān)控計算機連接中心服務(wù)器端，由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息，進行核對，而且對學(xué)生的扣款需要額外的計算機軟件來進行計時和計費處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題，為提高機房管理效率，降低工作強度，并及時處理機房發(fā)生的故障，采用機房計費管理系統(tǒng)勢在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計費的大部分功能，并且增加存儲功能，這樣就可以減少監(jiān)控計算機的負擔，甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財務(wù)統(tǒng)計和計算帶來的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設(shè)計要求，并且考慮到安全、可靠、簡單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務(wù)交由讀卡終端，比如由讀卡終端來存儲數(shù)據(jù)、計費管理，同時如果讀卡終端能實現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計算機的任務(wù)就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險。本論文的設(shè)計就是基于這一點來進行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實時性要好，另外考慮到性價比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺。在此平臺基礎(chǔ)上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機房管理終端的設(shè)計方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫IC 卡信息，增加了SD 卡存儲功能，完成計費操作，實現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細介紹了整個機房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細移植過程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時也提供了一種多卡操作的防沖突機制。 同目前大多數(shù)機房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實時性和反應(yīng)時間，任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進行計費操作，降低了服務(wù)器端的工作壓力，同時降低了安全風(fēng)險。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費卡的判斷與處理，對惡意操作或者有意或者無意的逃費操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點，使得通信更加方便、高效，并且可以進行遠距離傳輸和控制。
上傳時間： 2013-07-09
上傳用戶：淺言微笑
TCP/IP協(xié)議作為Internet上的通信實現(xiàn)方式的一種，是近年來嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的一個研究熱點。嵌入式設(shè)備要與Internet網(wǎng)絡(luò)直接交換信息，就需要支持TCP/IP協(xié)議。嵌入式系統(tǒng)具有內(nèi)核小、專用性強、系統(tǒng)精簡、實時性高、功耗和環(huán)境要求嚴格等特點，所以傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議不適合移植到嵌入式系統(tǒng)中。實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接入有兩種選擇，第一種是按照TCP/IP協(xié)議的原理編寫簡化版的通信協(xié)議；第二種是將已有小型的，適用于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議移植到系統(tǒng)中。 首先本文簡要介紹了嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究現(xiàn)狀和研究內(nèi)容，分析了LwIP協(xié)議棧中IP協(xié)議、TCP協(xié)議、UDP協(xié)議和ICMP協(xié)議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以在LwIP和操作系統(tǒng)之間增加了一個操作系統(tǒng)封裝層為操作系統(tǒng)服務(wù)。LwIP不僅保持了TCP協(xié)議主要功能，而且減少了對RAM的占用。 其次，移植中實現(xiàn)了操作系統(tǒng)模擬層和LwIP底層接口。操作系統(tǒng)模擬層為協(xié)議和操作系統(tǒng)提供了一個接口，使協(xié)議對操作系統(tǒng)透明，可以不依賴操作系統(tǒng)運行，需要實現(xiàn)信號量、郵箱、線程和臨界保護。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅(qū)動程序，需要實現(xiàn)系統(tǒng)初始化、網(wǎng)卡初始化、線程接收、數(shù)據(jù)包的讀取和發(fā)送。 最后提出測試設(shè)計框架，在ARM開發(fā)板和μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上對移植的協(xié)議進行測試。測試結(jié)果表明，移植協(xié)議可以正常工作，實現(xiàn)了基本的網(wǎng)絡(luò)功能。
上傳時間： 2013-07-11
上傳用戶：iswlkje
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