基于arm9的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

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1、西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第4頁1．2嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控的意義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使著人們將自動(dòng)化的各種技術(shù)不斷應(yīng)用到生活、安防中。傳統(tǒng)的本地模擬監(jiān)控方式逐漸不能滿足大范圍、遠(yuǎn)距離監(jiān)控的需求。隨著互聯(lián)網(wǎng)的大面積覆蓋，遠(yuǎn)程監(jiān)控已經(jīng)滲透到教育、政府、娛樂場(chǎng)所、醫(yī)院、酒店、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、城市治安、家庭等多種領(lǐng)域。目前的嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，整合了嵌入式瘦服務(wù)器的一些技術(shù)，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，良好的交互性等特點(diǎn)，并成為一個(gè)低功耗、高集成的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制中心。用在安防中，可以隨時(shí)得到各處的安防信息；用于家庭中，可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)查看并控制家里的所有信息電器與傳感器。·凡是有網(wǎng)絡(luò)的地方就能構(gòu)建，從而節(jié)

2、省了布線、線路維護(hù)費(fèi)用?！た芍苯油ㄟ^Internet／Intranet(企業(yè)內(nèi)部網(wǎng))進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程組態(tài)、參數(shù)修改等。●減少了諸如網(wǎng)關(guān)、代理服務(wù)器等中間環(huán)節(jié)，降低了安裝的難度?！?duì)于使用者來說，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控還不受時(shí)空的限制。●現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信速率和通信信道的利用率大大提高?；贗P的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控被業(yè)界認(rèn)為是未來遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要趨勢(shì)。下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGN)技術(shù)將會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)生巨大的影響，目前的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控還采用的是IPV4地址，IPV4的地址資源是有限的，如果在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中運(yùn)用IPV6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，讓每個(gè)控制點(diǎn)擁有固定的IPV6地址，實(shí)施監(jiān)控的QoS和軟件開發(fā)將更方便。隨著技術(shù)的發(fā)

3、展，未來的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可直接傳送圖像信息、多媒體信息，也就意味著高清晰、高解析度多媒體信息的實(shí)時(shí)傳輸成為可能，我們也正在向這個(gè)方向不斷努力。1．3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及主要工作本論文的研究目標(biāo)：設(shè)計(jì)并制作AT91RM9200硬件系統(tǒng)，這是研究的基礎(chǔ)，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有著很重要的地位；在成功調(diào)試硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，移植U-Boot和嵌入式Linux，構(gòu)建Web服務(wù)器，移植和編寫應(yīng)用程序。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要工作：西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第5頁1．3．1硬件方面·獨(dú)立完成AT91RM9200系統(tǒng)的硬件原理設(shè)計(jì)(包括以太網(wǎng)接口，串口，12C接口、串口DataFlash、視頻接口)?！ね瓿蓴U(kuò)展

4、硬件模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試?！?shí)現(xiàn)硬件的PCB板設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成電路布線設(shè)計(jì)，元件焊接，硬件板的各接口的調(diào)試。1．3．2軟件方面·在分析AT91PSt9200啟動(dòng)的基礎(chǔ)上，移植U-Boot。·在對(duì)Linux系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)時(shí)調(diào)度進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，完成了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪和移植，并完成了初始盤與Linux內(nèi)核的整合?！馱ebServer的搭建實(shí)施和運(yùn)行。·完成了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)各應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)。1．3．3論文內(nèi)容簡(jiǎn)介整個(gè)論文分為六章，分別介紹如下：第一章緒論，論述本文的研究背景、意義、及畢業(yè)論文的工作和目標(biāo)。第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試，闡述系統(tǒng)的各硬件電路模塊的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了分析

5、與測(cè)試，提供了測(cè)試信息。第三章U-Boot移植，在分析了AT91RM9200的啟動(dòng)機(jī)制的基礎(chǔ)上移植了U-Boot，并提供了測(cè)試信息。同時(shí)也給出了1inux在目標(biāo)硬件平臺(tái)上的移植及實(shí)現(xiàn)方式。第四章應(yīng)用程序的移植，對(duì)利用Boa，CGI，HTML和串行通信程序在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)Web服務(wù)器[5]給出了詳細(xì)介紹和具體實(shí)現(xiàn)。第五章系統(tǒng)功能的測(cè)試，包括硬件及應(yīng)用軟件的測(cè)試。第六章全文總結(jié)，介紹設(shè)計(jì)中的未盡事宜，并介紹未來工作的研究方向。西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6頁第2章系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)2．1ARM處理器芯片的選擇嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，它直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能

6、。基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性高、代碼規(guī)模小、執(zhí)行速度快：專用緊湊，用途固定、成本低廉；可靠性高；功耗小等特點(diǎn)。具體到某個(gè)設(shè)計(jì)，需要根據(jù)用戶需求選擇各個(gè)功能模塊的最佳核心芯片、系統(tǒng)的最佳存儲(chǔ)方式和最佳控制方式，尤其是主控芯片和重要外設(shè)芯片的選擇。這是設(shè)計(jì)階段要走的第一步，也是最重要的一步。如果這一步?jīng)]走好，那么很可能導(dǎo)致后面的工作特別麻煩。為了提高主控芯片與外圍芯片的接口性能，最好選用與主控芯片同一生產(chǎn)廠家的外圍芯片m。。本系統(tǒng)中的主控芯片通常需要具備以下幾個(gè)基本條件：◆高速處理能力●高速數(shù)據(jù)通道●網(wǎng)絡(luò)接口為滿足以上條件，系統(tǒng)采用了ATMEL公司生產(chǎn)的ARM9芯

7、片AT91RM9200。該芯片具有以下特性?：●融合了ARM920TARMThumb處理器一工作于180MHz時(shí)性能高達(dá)200MIPS，存儲(chǔ)器管理單元一16-K字節(jié)的數(shù)據(jù)緩存，16-K字節(jié)的指令緩存，寫緩沖器一含有調(diào)試信道的內(nèi)部仿真器一中等規(guī)模的嵌入式宏單元結(jié)構(gòu)(僅針對(duì)256BGA封裝)·低功耗：VDDCORE電流為30．4mA待機(jī)模式電流為3．1mA●附加的嵌入式存儲(chǔ)器一S凡Ⅲ為16K；ROM為128K●外部總線接口(EBI)一支持SDRAM，靜態(tài)存儲(chǔ)器，BurstFlash，無縫連接的CompactFlashS