楚育军[1]2001年在《基于实时内核的嵌入式网络通信系统研究与设计》文中认为嵌入式系统是以应用为中心的硬件设计和面向应用的软件产品开发为基础的专用计算机系统，广泛应用于制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等领域。典型的嵌入式应用是以微处理器或者微控制器为核心的硬件设计和基于嵌入式实时操作系统的软件开发。 嵌入式实时操作系统开发和嵌入式网络技术应用是非常有前景的两个领域，具有深远的理论研究和实践应用价值。本论文的研究课题——基于实时内核的嵌入式网络通信系统研究与设计——正是在此背景下提出，开展的工作主要体现在叁个方面：设计嵌入式实时内核、研究实时任务调度算法、设计基于实时内核的嵌入式网络通信子系统。 嵌入式实时内核ert-kernel（embedded real-time kernel）是本文基于微内核体系结构进行设计的实时内核，提供最必要的系统服务：内存管理、进程和线程、任务间通信、信号量机制，实现高效精简的内核服务。其设计目标是在资源有限的嵌入式系统中保持内核运行开销最小、而性能最佳。因为Intel体系结构的嵌入式处理器使用很普遍，而且可以在标准计算机平台实现和调试嵌入式软件，并直接移植到嵌入式环境，所以选择x86微处理器作为开发实时内核的硬件平台。利用微处理器的硬件特点，本文提出实现内存保护、优化上下文转换的方法；并重点研究高效、低开销的信号量实现机制，从而节省上下文转换，降低系统软件开销，保证良好的OS性能。 本文认为基于优先级的抢占式任务调度更适合嵌入式实时多任务环境，对单调率（RM）调度和最早时限优先（EDF）调度方法进行分析和研究，采用组合的EDF调度和RM调度（CER）方法，保证任务调度的运行时开销和调度性开销最小。CER调度根据工作量中任务的时间要求特点，将一部分任务分配到动态任务队列，采用EDF调度；将另一部分任务分配到静态任务队列，采用RM调度。因此正确划分任务到调度队列是完成CER调度的关键。本文研究CER调度开销，并利用调度可行性算法确定工作量中的关键任务。对于工作量任务数目增多的情况，本文对CER调度算法进行优化：使用两个动态任务队列、一个静态任务队列对工作量进行调度，从而保证良好的调度性能。经分析和比较，证明在工作量增加以后，优化的CER调度产生的调度开销更小。f。ed，lfgLH／H：NW＼．．、一／u方xRS 工HS卜 嵌入式设备的iteme连接是嵌人式系统应用的新兴领域，TCPns协议族 是实现此连接的关键技术。本文在对 BSD 4．3 TCP／IP协议原理及其实现代码进 行深入研究和分析的基础上，结合嵌入式通信系统应用的特点，提出基于实时 微小内核的网络通信软件体系结构；对TCPHP协议处理进行优化和简化，将 传统的层次式内核协议栈在用户空间以单一的平面方式实现，从而使应用程序 对网络功能的利用，从传统的系统调用转变为函数调用：使用改善数据接触开 销和非数据接触开销的方法，改善系统开销；并提出报文头预留缓存机制，减 少数据拷贝，实现嵌入式通信软件良好的性能。 随着电子技术和计算技术的发展，嵌人式系统核心一一微处理器或者微控 制器的性价比不断提高，嵌入式系统的功能需求日益复杂，因此嵌入式应用开 发和设计的方式也相应改变，从过去单一模式的前台／后台控制，转变为利用嵌 入式实时操作系统的多任务实时控制。同时，网络技术的迅速发展为嵌入式设 备网络化提供必要的网络基础设施，针对嵌入式设备连接到网络的各种协议标 准已经制定出来，用于组建各种家庭设备网络、个人信息网络、小型办公网络， 网络应用己经成为嵌入式系统的新兴应用领域，在不久的将来连接到网络的嵌 入式产品将提供更广阔的市场和应用前景。
房立鑫[2]2007年在《基于uClinux嵌入式网络打印机服务器的设计》文中提出随着数字信息技术和网络技术的发展，嵌入式系统已经成为计算机领域的一个重要组成部分。打印技术的不断成熟，使输出分布化，即利用互联网进行分布式打印输出，逐渐成为打印设备的一个重要发展方向。针对目前普遍使用不具备网络模块的打印机，不得不外置本地计算机作为网络打印服务器进行网络打印作业的情况，为了充分利用现有打印设备资源，实现网络资源的共享，论文在研究了嵌入式技术、uClinux操作系统、USB通信技术、网络通信技术以及文件处理技术的基础上，以S3C4510B处理器为核心部件，基于uClinux嵌入式操作系统的运行环境，设计开发一种支持USB通信标准的嵌入式外置网络打印机服务器。针对打印流程中存在文件处理占用资源较大的问题，根据ARM7开发系统作为网络打印机服务器的具体情况，分析了硬件平台提供的存储空间、处理速度等相关资源存在欠缺的问题，提出采用客户端／服务器网络打印服务结构，将打印文件处理移植到客户端，利用内核裁减对服务器实施瘦化的设计方案。以S3C4510B为核心部件的AX4510开发系统组建网络打印机服务器硬件开发平台，并扩展USB主控芯片接口。在uClinux环境下构建网络打印机服务器软件平台，设计了网络通信模块、打印管理模块和USB驱动模块。在客户端运用Java语言设计支持PCL5打印控制语言的文件处理模块，并提供打印信息的人机交互操作。测试证明，嵌入式网络打印机服务器的运行达到了支持多用户网络打印业务的设计要求，使打印设备通过网络资源共享得到有效的利用。
朱峰[3]2006年在《嵌入式网络仪表的实现》文中研究指明随着仪器仪表工业的不断发展，传统的8位单片机已经越来越不能适应日渐复杂的应用需求。友好的交互界面、网络互连功能、智能化的软件、高效的数据处理已成为智能化系统的共同需求。因此，将嵌入式芯片用于工业控制现场的记录仪表成为必然趋势。本文以基于32位ARM微处理器LPC2210和嵌入式实时操作系统uC／OS-Ⅱ的嵌入式网络仪表的开发为主要内容，介绍了一种利用ARM技术、嵌入式实时内核和TCP／IP协议设计的嵌入式网络仪表的实现方案。将高性能、低功耗的32位RISC结构的ARM内核处理器与开放源码的嵌入式多任务操作系统uC／OS-Ⅱ相结合，构建了以LPC2210为主体的嵌入式网络仪表的硬件平台。在此平台的基础上，嵌入uC／OS-Ⅱ实时操作系统，结合软件平台CodeWarrior for ARMDeveloper Suite，最终完成嵌入式网络仪表的设计研发。论文主要工作包括：1．研究基于32位ARM芯片的体系结构，设计采用以LPC2210为主体的硬件平台的嵌入式网络仪表的实现方案。2．分析数字滤波器、自相关算法等信号处理方法的原理，并在实际系统中加以运用。3．利用嵌入式操作系统的优势，在嵌入式网络仪表上实现基于TCP／IP协议的工业以太网数据传输。经过调试和运行，本课题研究的嵌入式网络仪表实现了仪表的基本功能，并在数据通讯方面有了新的突破，可以实现数据的广域网传输。
洪炎[4]2007年在《基于ARM的嵌入式网络控制系统在馈电开关中的应用与研究》文中指出矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,作为配电开关,用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中,控制和保护低压供电网络。其性能好坏直接影响着煤矿井下的生产安全和生产效率,而目前国内馈电开关普遍存在集成度低、可靠性差、智能监控水平低等缺点。本课题将嵌入式网络控制系统应用到馈电开关中,通过对矿山供电系统工作原理、真空馈电开关工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210为处理器、ARM7为内核)嵌入式网络控制系统的研究,实现了总体网络拓扑结构的设计和智能馈电开关控制系统硬件电路的设计;通过对嵌入式实时操作系统的移植、嵌入式TCP/IP协议栈的实现和移植以及基于C/S模式下的套接字编程等的研究和分析,完成了监控主机与嵌入式系统的通信软件和保护控制算法的应用程序的编写,从而实现了矿井地面监控主机与井下嵌入式系统馈电开关的快速通信,解决了地面监控主机对井下馈电回路及电气开关的远程智能监控的难题,最终设计出一套集实时保护控制和远程监控功能于一身的智能型馈电开关网络控制系统。实验结果表明:在嵌入式系统端的通信软件和监控主机端的通信软件的驱动下,实现了嵌入式系统与监控主机的快速远程通信,通信速度快、可靠性高、可视化效果好,完全满足了监控系统的快速通信要求。本课题的研究成果为工业控制领域提供了一个开放式、全分布、可互操作性的通信控制平台,为提高煤矿井下设备的远程智能监控水平和安全操控系数提供了新的解决方法,为地面监控系统实现更大规模、更深层次地对井下电气设备的集中控制、分散管理奠定了理论和实践基础。
郝华[5]2007年在《基于ARM的嵌入式网络终端》文中指出本文所设计的基于互联网的嵌入式网络终端系统旨在充分利用现有网络资源,实现集散系统的信息的交互。因ARM处理器核具有高性能、低功耗、低成本和高可靠性等诸多优点,故此本文选择了SAMSUNG公司的32位高性能嵌入式处理器S3C44B0X作为嵌入式网络终端的主处理器。本文提出了基于ARM的嵌入式网络终端的解决方案。以S3C44B0X作为嵌入式网络终端的主处理器搭建硬件平台,系统的软件平台采用嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统。该操作系统已经被成功地移植到了ARM处理器上。在其中的移植嵌入式TCP/IP协议栈LwIP成功地设计了嵌入式网络通信的完整解决方案。
高育鹏[6]2006年在《嵌入式网络测控服务器的研究与实现》文中提出嵌入式网络测控服务器是一个具有遥测、遥控、及网络通讯功能的设备,它可以运用于许多领域,在本论文中利用已有的网络服务器和测控系统的理论,对嵌入式网络测控服务器的软硬件结构、要求及应用进行了研究和设计。 在对其硬件结构进行设计时,突出了对于关键的网络接口设计以及对嵌入式系统结构要求的设计。并且针对不同的应用场合,设计了适合不同应用层次的网络传感器和网络测控服务器的硬件结构。在对嵌入式网络测控服务器的软件结构进行设计时,分别实现了SLIP协议和ARP协议,并对网络接入方法及相关协议进行了深入研究,成功地将嵌入式操作系统和裁剪后的TCP/IP协议栈应用于嵌入式网络测控服务器。 论文对服务器的输入接口进行了拓展,分别研究和实现了几种常用在不同场合的串口、I~2C、USB和CAN等通讯接口,进一步研究了测量数据如何在网页上实时有效动态地显示的方法,并将研究成果运用于远程对象的数据采集和控制以及远程对象的监控上,采用HTTP协议来传递简单的数据、控制指令或监控信息,使客户在远程可以通过网络用普通的IE访问传感器数据并对具体对象进行控制或监视。 最后,针对工业生产现场的实际需求和环境条件,进行了一系列的防静电、抗电磁干扰措施及可靠性使用设计。
吴建华[7]2005年在《嵌入式网络注塑机人机界面设计》文中指出随着自动化技术、计算机技术和电子技术的发展,注塑产业得到了飞速的发展。以微处理器为核心的注塑机智能控制器人机操作方便,设计上更合理,系统稳定性好,不仅大幅提高了注塑行业的生产效率,而且有利于节能和节省原料。同时,提高注塑机的管理水平,有利于降低注塑产品的人力成本,增加产品的竞争力,因此当前注塑机的网络化呼声越来越强。 本文介绍的网络注塑机监控系统由两部分组成:注塑机控制器和监控软件,其中注塑机控制器又分成相对独立的两部分:下位控制器和人机界面。本文着重介绍了人机界面的硬件和软件的设计、实现过程。人机界面的硬件设计上采用了嵌入式微处理器——ARM,软件设计上采用了嵌入式实时操作系统——uC/OS—Ⅱ。人机界面不仅提供给用户一个友好的人机接口,如方便用户现场设置参数,监视和控制注塑机的运行情况等,还实现了注塑机的上网功能,PC机可以通过网络对注塑机群进行集中监视和管理。
陈海霞[8]2006年在《基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式网络接入技术研究》文中研究说明随着Internet的发展和应用,越来越多的设备需要接入网络,以实现远程控制或资源共享。嵌入式系统由于具有体积小、价格低、专用性能高的优势,被广泛应用于各种电子设备中。基于嵌入式系统的网络接入技术将是未来应用的主要趋势。接入网络的嵌入式系统需要对本地应用和网络设备的请求做出实时性较强的回应,因此,在硬件系统中嵌入可处理多任务的实时操作系统(RTOS),通过将应用程序划分为多个重要性不同的任务,在各个任务之间优化地分配CPU时间和系统资源是保证实时性的有效方法。μC/OS-Ⅱ是近年来发展迅速的开放源代码和较小代码量的实时操作系统,具有可移植性、可裁剪、可固化的优点。因此,本文对基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式网络接入技术进行了研究。本文首先从嵌入式网络接入技术研究的背景入手,介绍了嵌入式系统、嵌入式操作系统、嵌入式网络技术的相关概念和其发展状况。其次,阐述了网络通讯协议与相关总线标准,嵌入式网络接入系统的硬件结构,并对相关的芯片做了介绍;然后详细介绍了本设计所使用的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ以及在51微处理器P87C52上的移植过程。再次,详细介绍了本论文所研究的嵌入式网络接入系统的软件设计方法。该系统一方面实现了通过TCP/IP网络协议接入Internet,另一方面提供了RS232、I~2C等通信功能。这样,每个本地设备都可以通过本系统与Internet相连,而Internet中的其它主机也可以通过本系统对本地的各种设备进行控制。最后,论文给出了系统的测试结果。
腾海昕[9]2008年在《煤矿安全监控中的嵌入式网络终端设计》文中研究指明煤矿安全现今已成为社会关注的热点,近几年,我国各地的煤矿事故频发,据官方公布的数据显示,2007年因煤矿事故而死亡的人数达3786人,令人触目惊心。而我国目前除了上级主管部门定期监察之外,缺乏更有效的安全监管措施。一些中小煤矿往往是为了应付检查,其监控设备形同虚设,存在严重的安全隐患。而且煤矿的生产环境十分恶劣,存在一氧化碳、瓦斯、二氧化氮、二氧化硫、粉尘等多种有害物质,严重威胁着矿工的生命安全,加强对煤矿的安全监控刻不容缓。基于这样的现实,本文设计了一种可以将现场监控数据通过网络上传到监管部门的嵌入式网络终端设备,实现了对中小煤矿安全生产的实时监控。本文所设计的嵌入式网络终端选用了高性能、低价位的S3C4510B微处理器,该处理器外配一个以太网接口芯片即可实现以太网接入;选用了扩展性强的独立CAN控制器SJA1000,可在10km范围内挂接110个具有CAN总线接口的现场监控设备,实现现场监控数据的远传;操作系统选用了uClinux,该嵌入式操作系统具备完整的TCP/IP协议栈,为应用程序设计带来了方便。本文完成了嵌入式网络终端的硬件电路设计,实现了uClinux嵌入式操作系统在S3C4510B上的编译和移植,设计了接口设备的驱动程序、服务端和客户端的应用程序。经测试,实现了CAN总线网络与以太网之间的透明数据传输,达到了远程实时监控中小煤矿安全生产的目的。
刘文娟[10]2008年在《嵌入式网络音视频传输系统的软件设计》文中研究说明随着信息技术的不断发展,多媒体及其视频流的应用研究引起了人们的极大关注。同时,嵌入式系统在各行业的应用,特别是工业现场、信息家电、机顶盒、IPTV等方面的广泛应用,使得嵌入式系统的研究开发成为计算机领域一个热点,出现了与网络互联技术日渐融合的趋势。而且,数字多媒体压缩算法取得了显着进步,这使得在目前网络以相对较低的码率传输高质量的视频成为可能。基于以上背景本文进行了基于嵌入式Linux的网络音视频传输系统的研究与实现。本文将先进的嵌入式技术、视频技术、网络技术有机地结合在一起,提出了一种嵌入式音视频网络传输系统的设计方案。该方案采用服务器/客户端模式。在服务器端,完成AV或TV信号的采集、转换、压缩编码以及发送,同时处理与客户端的通信,包括登录验证以及节目切换等;客户端,则负责视频数据的接收、解码显示、节目存储以及向服务器端发送控制命令等。论文首先介绍了嵌入式系统的发展、视频编解码标准的发展及网络传输协议等相关技术,接着提出了系统的总体设计方案和功能划分,包括硬件架构和软件架构。然后详细介绍了系统的软件设计部分,包括嵌入式Linux设计和应用程序的设计:在嵌入式Linux的设计中,实现了bootloader的移植、内核的配置、驱动程序的开发;应用程序设计部分,以模块化软件设计思想对系统软件进行了模块划分,并详细研究了各模块的设计,同时还利用多进程来实现各个模块的并行工作,而在各进程中则采用了多线程技术,以提高系统利用率。最后归纳了本系统软件设计用到的一些关键方法及技术,并且针对软件运行中可能出现的异常情况提出了相应的解决方法。本文设计的音视频传输系统具有网络带宽要求低、可实现远程实时电视节目传输等特点,实际运行证实了该系统具有良好的可靠性和稳定性,因此具有一定的实用价值。
参考文献：
[1]. 基于实时内核的嵌入式网络通信系统研究与设计[D]. 楚育军. 华中师范大学. 2001
[2]. 基于uClinux嵌入式网络打印机服务器的设计[D]. 房立鑫. 大连理工大学. 2007
[3]. 嵌入式网络仪表的实现[D]. 朱峰. 天津工业大学. 2006
[4]. 基于ARM的嵌入式网络控制系统在馈电开关中的应用与研究[D]. 洪炎. 安徽理工大学. 2007
[5]. 基于ARM的嵌入式网络终端[D]. 郝华. 吉林大学. 2007
[6]. 嵌入式网络测控服务器的研究与实现[D]. 高育鹏. 西北工业大学. 2006
[7]. 嵌入式网络注塑机人机界面设计[D]. 吴建华. 浙江大学. 2005
[8]. 基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式网络接入技术研究[D]. 陈海霞. 东北师范大学. 2006
[9]. 煤矿安全监控中的嵌入式网络终端设计[D]. 腾海昕. 哈尔滨理工大学. 2008
[10]. 嵌入式网络音视频传输系统的软件设计[D]. 刘文娟. 湖南大学. 2008
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