胡昌银[1]2003年在《X86嵌入式Internet系统研究及开发》文中研究指明计算机、通讯网络及Internet技术的飞速发展以及嵌入式系统加快向人们生活的渗透使当前各类电子智能设备面临着愈加迫切的联网需求，这也是嵌入式Internet技术得以发生发展的根本原因。 文章首先概述了嵌入式Internet技术的发生、发展及其应用前景。在介绍了嵌入式Internet技术的基本原理和比较了当前国内外几种主要解决方案的前提下，提出了一种构建基于高端X86微处理器嵌入式网络平台的解决方案。随后详细描述了整个系统的设计原理及硬件组成，并重点研究分析了基于PCI总线的10M/100M自适应以太网络接口的软硬件设计。最后说明了系统接入Internet的TCP/IP协议栈的设计及测试，证明本文方案是可行的。纵观全文，得出如下结论：随着计算机、通信及网络技术的发展，实现大量智能电子设备与Internet的结合，即电子设备Web化是信息时代的新趋势。基于本文方案构建的高端X86嵌入式网络平台具有应用开发简单快速、灵活适应的特点，可广泛应用于电力自动化及各种电气测控设备、通讯终端、在线监测系统、嵌入式Web、网络协议转换、智能仪器仪表等众多工业领域。
丛丛[2]2007年在《基于TCP/IP协议的嵌入式远程测控系统的研究与设计》文中研究表明企业信息化建设的要求促使工业控制系统向网络化、数字化和开放化发展,由于以太网具有开放性好、通信速率高、成本低廉、软硬件资源丰富以及可持续发展潜力大等优点,在工业控制领域得到了广泛的应用。随着油田开发进入高含水后期,联合站工艺过程更加复杂,采用人工监控和常规仪表监控已很难满足生产要求的现状。本文结合原油联合站的实际情况,研究并设计了一种基于TCP/IP协议的嵌入式远程测控系统。本文论述了嵌入式系统的研究背景、研究现状及研究意义,对基于嵌入式技术的以太网远程测控系统关键技术进行了研究,详细介绍了系统的软硬件设计过程,包括32位微处理器的选择与配置、存储器的选择、网络控制器的选择及软件设计、AD采样模块与DA数模转换模块等外围电路的实现。在实时多任务操作系统VRTX的基础上设计实现了数据采集、TCP通讯、嵌入式Web Server System以及复合智能控制算法。同时完成了基于B/S结构的远端数据监控和基于C/S结构的系统配置与监控软件的设计。最后,对研制的嵌入式远程测控系统进行了实验室测试,实验表明,系统运行稳定可靠、使用方便灵活,达到了预期效果。整个系统采用模块化设计,硬件平台体积小、软件结构清晰明确,易操作,非常适合联合站实际工作环境的要求。
陆尔东[3]2002年在《面向监控应用的嵌入式Internet技术研究》文中提出应用基于Linux的嵌入式Internet系统是监控领域新的发展趋势。嵌入式Internet将改变现有的监控系统体系结构，提高系统可扩展性，降低成本。本文在这样的前提下，研究了基于Linux的嵌入式Internet技术。 文章首先概括性地介绍了嵌入式系统的相关理论技术和监控系统的演变，以及嵌入式Internet系统在监控系统中的应用可能，提出了基于嵌入式Web服务器的监控体系结构。然后，详细研究分析了如何利用Linux构建嵌入式Internet服务系统，其中主要包括下面几个方面的内容：如何引导嵌入式Linux系统；如何修改Linux内核以适应嵌入式应用的需要，这其中主要分析了对虚拟内存机制的修改；如何在嵌入式Linux系统中挂接文件系统；开发硬件设备驱动程序的方法；如何将嵌入式Linux系统接入Internet。最后，本文在运行于x86处理机的Linux平台上模拟实现一个具有基本功能的嵌入式Web服务器；并且讨论了后续开发的技术方向。
郭斌[4]2003年在《基于I386EX和IPSec的安全的实时嵌入式网络系统的设计》文中研究说明21世纪初，世界主流计算机技术已进入了后PC时代。后PC时代，即非PC信息设备大显神通的时代。嵌入式系统正是非PC信息设备的主体，并伴随着互联网技术在世界范围的扩展和中国通信事业的高速发展，嵌入式产品尤其是嵌入式网络产品必将具有更为广泛的应用、研发和市场前景。嵌入式网络产品要求非PC接入Internet，即嵌入式微型互联网。利用嵌入式微型互联网技术可实现基于Internet的远程数据采集、远程监控、远程维护、自动发送e-mail、上传／下载文件、工业自动化等，因而Internet也延伸到了嵌入式设备中。嵌入式设备在Internet上的信息交互必将使其在开放的Internet中存在着一些安全隐患。所以开发具有安全服务的嵌入式网络产品是大势所趋，反过来，安全服务也促使嵌入式网络产品具有更为广泛的应用。 在这样的背景下，本文结合了实时嵌入式网络系统的关键技术和网络安全协议IPSec，设计并实现了在IP层提供安全服务的嵌入式网络产品，并对如何提供系统性能以及系统的实时性和安全协议IPSec的完全实施进行了研究和探讨。其目的是掌握快速设计并实现具有高性价比且扩展性极强的较为通用的实时嵌入式网络系统。在此基础上通过对嵌入式设备接入Internet时所带来的安全威胁的分析，针对嵌入式系统的特点，选择并实施了网络安全协议IPSec，使本文所设计的提供安全服务的嵌入式网络产品将具有更为广泛的应用。 本文首先探讨了嵌入式网络的原理和设计要求，接着介绍了本文所开发的嵌入式系统的硬件平台的设计(包括处理器的选择与配置、存储器的选择和IO设备的选用等)，系统的启动(包括BIOS和DOS的启动以及嵌入式操作系统VRTX的配置和引导)，网络及其安全服务的实现(包括嵌入式协议栈USNET的选取、底层驱动程序的设计和安全协议IPSec的分析与实施)。最后作者论述了自己对系统为实施安全协议所做的调整与优化；同时笔者也对进一步提高系统的可靠性和实时性提出了自己的建议，并在操作系统与协议栈的无缝连接方面进行了初步探讨。 本文所研制的实时嵌入式网络产品已被一些公司、高校和科研院所采用。从目前的使用情况来看，该产品基本达到了预期的效果。
方光深[5]2008年在《基于ARM的嵌入式Web服务器的研究与实现》文中提出随着计算机技术的发展,嵌入式系统的应用越来越广泛:嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机,一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微处理器。而随着网络技术日新月异的发展,各种网络器件成为嵌入式系统新的应用。当今的信息时代,是一个构筑在网络基础上的时代,互联网已经渗透到了人们工作和生活的各个角落。嵌入式Internet技术是近几年发展起来一项新兴的概念和技术。嵌入式Web服务器已被越来越广泛的应用到信息家电、网络视频监控、工业自动化等领域。微处理器产生后,价格低廉、结构小巧的CPU和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构。20世纪90年代以来,ARM32位嵌入式RISC处理器扩展到世界范围,占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。Linux因其可应用于多种硬件平台:免费、微内核、强大的网络功能等优点,非常适合做嵌入式开发的操作系统。uClinux是Linux的一个分支,是专为没有MMU(内存管理单元)的CPU而设计的,特别适合嵌入式系统小型化应用。uClinux经过对标准Linux内核的改动,形成了一个高度优化、代码紧凑的嵌入式Linux,uClinux保留了Linux的大多数优点:稳定,良好的移植性,优秀的网络功能,完备的对各种文件系统的支持,以及标准丰富的API。而且在uClinux系统上开发的应用程序可移植性很好,所以本课题就选用uClinux作为嵌入式操作系统。本文首先对微处理器ARM和嵌入式操作系统做了简单介绍,成功搭建了基于ARM44B0的软件开发平台,创建了uClinux的交叉开发环境。然后着重阐述了uClinux的移植和uClinux+boa实现嵌入式Web服务器的技术原理以及实现步骤。完成了基于叁星ARM44B0的Bootloader、uClinux+boa的移植;实现了boa静态、动态网页的访问;并且成功利用44B0的GPIO接口开发驱动及应用程序,完成了移动基站机房的监控系统的设计。
刘喜峰[6]2013年在《基于ZigBee的嵌入式冷藏车环境远程监测系统设计》文中认为近年来，随着农业结构调整和居民消费水平的日益提高，我国的农产品产量和流通量逐年增加，消费者对农产品的安全和品质提出了更高的要求。农产品冷链物流，不仅能够保证农产品的品质，最大程度地降低农产品的损耗，而且能够促进农民持续增收和区域经济的较快发展。目前，我国的农产品冷链物流产业，虽然已经取得了较快发展，但是完整、高效、实时的冷链环境监测系统却发展相对较慢。特别是在冷藏车运输过程中，冷藏车厢体的环境信息监测系统发展最为薄弱，它将直接关系到农产品在运输过程中的安全和品质等诸多问题。本文根据冷藏车厢体内空间相对狭小等特点，利用传感器技术、ZigBee无线传感网络技术、嵌入式技术等众多先进技术，设计了一种针对于冷藏车厢体内部环境信息的远程监测系统。本设计主要完成以下内容：1）在通过对我国现阶段农产品物流现状的研究和分析的基础上，提出了针对冷藏车厢体的环境信息进行实时监测的设计方案。该方案主要利用ZigBee网络和嵌入式Linux系统平台对厢体的实时温度、湿度信息进行采集，并通过GPRS网络和Internet网络将数据传至远程数据监测中心。2）在保证系统低成本需求的情况下，对系统所需的模块进行选型。系统选用SHT15温湿度传感器模块，实现对厢体环境信息的采集；选用基于CC2430模块的1个ZigBee协调器节点和6个ZigBee终端节点来构建ZigBee星型网络，对厢体环境信息进行较为全面的采集；选用基于ARM9的嵌入式Linux系统平台来实现对数据信息的收发以及显示等功能。3）编写ZigBee网络的应用程序，并完成ZigBee星型网络的构建，使其能够采集到ZigBee网络中的实时温度、湿度数据信息；分别完成Bootloader移植、Linux内核移植、根文件系统构建、安装Qt-Creator设计器等操作来构建嵌入式Linux系统平台并编写系统所需的应用程序；设置GPRS DTU模块使其能够与Internet网络实现通信。4）采用组态王KingView6.53软件来设计远程数据监测中心的监测界面。监测界面设计完成后，对组态王软件与GPRS DTU模块间的通信方式进行设置,使得远程数据监测中心能够通过GPRS网络和Internet网络接收到经由嵌入式Linux系统平台发送过来的温度、湿度正确数据信息，从而实现对冷藏车厢体实时环境信息的远程监测。系统设计完成后，调试组装，并在试验条件下对该系统的整体稳定性进行了测试。在空载满载（西红柿）两种情况下，系统的数据平均正确接收率分别为97.51%和96.99%。结果表明，该系统工作稳定，能过对冷藏车厢体的环境信息进行实时的采集、显示和远程数据监测，满足冷藏车厢体内环境的实际需求。
何传红[7]2002年在《嵌入式因特网技术的研究及其在远程医疗中的应用》文中研究表明心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。实时心电监护可以及时获取患者的心电信息，以便及时发现异常情况，采取相应的处理措施，是降低心脏病死亡率的有效手段之一。目前普遍采用的遥测心电监护系统存在遥测距离短、监护路数有限的缺点。由于心脏病发作带有很大的偶然性和突发性，将心电监护从医院扩展到家中，实现远程监护也是很有现实意义的。目前常用的远程监护系统是以通用微机为核心，用MODEM通过电话线传送心电数据，成本较高。本论文所研究的远程心电监护系统综合应用了嵌入式Intemet技术和遥测监护技术，通过因特网传送心电数据，以较低成本实现了对患者心电信号的远程、实时的监护与记录，并具有一定的分析功能。由于是通过因特网这个统一、开放的通信系统传送数据，使得本系统具有良好的通用性，既可以用于家中实现远程心电监护，也可以用于医院内作为现有遥测心电监护系统的理想替代品。 本论文主要做了以下几个方面的研究： ①研究网络及因特网的基本知识。 ②探讨嵌入式Internet技术实现的途径及其特殊性。 ③研究嵌入式Internet技术各种解决方案的技术资料，选择确定本系统采用的方案。 ④研究远程心电监护系统的总体设计方案。 ⑤设计制作便携式心电数据采集器，含心电放大、A／D转换、无线数据传送、电池供电设计、低功耗设计等内容。 ⑥设计制作基于嵌入式Internet模块的无线心电数据接收转发电路，用C语言编写运行于嵌入式Internet模块上的相关程序。 ⑦用Delphi编写运行于监护中心计算机上的远程监护服务器应用程序，含远程连接客户、接收心电数据、心电波形实时显示、心电数据记录与回放、心电数据分析等功能。 以上各项研究工作进展顺利，最终完成了科研样机，指标达到了设计要求，为下一步的产品开发奠定了良好的基础。
李晴[8]2005年在《嵌入式微通信元系统的研究与实现》文中认为目前,实用的网络体系结构都是层次结构,TCP/IP 是目前互联网所使用的主流技术体系。由于最初的TCP/IP 协议栈本来就是为了窄带文本数据而开发的,为了适应宽带传输的要求该协议在原有的基础上不断的进行修改。但是随着互联网的蓬勃发展,各种新的网络服务不断涌现,对网络的性能提出了更高的要求,TCP/IP 层次网络体系的局限性所带来的矛盾也不断突出。随着嵌入式系统的发展,将嵌入式系统与Internet 结合起来发挥优势变成一种必然,然而,要将嵌入式系统连入Internet,就必须让嵌入式系统支持一种通讯协议栈,比如TCP/IP 协议栈。但是由于TCP/IP 自身的缺陷,加之实现完整的TCP/IP 协议栈对计算设备的处理器、存储器等都有很高的要求,各种嵌入式系统中除部分比较高档的32位处理器以外,大量存在的是8位或16位嵌入式系统,这些嵌入式系统的计算资源和存储资源都十分有限,在这些嵌入式系统中实现完整的TCP/IP 协议栈将占用可观的系统资源,或根本不可能。本文介绍了一种新型的网络体系结构——服务元网络体系结构,并结合嵌入式Internet 应用以及嵌入式系统的软硬件系统环境,设计了一种适合嵌入式系统平台的嵌入式微通信元系统(基于服务元网络体系结构),使其满足通信协议与应用分离,占用系统资源少、可配置、易于移植、接口简单易用等要求。本文主要分析了服务元网络体系结构的特点,并引出了微通信元系统架构,这是基于服务元网络体系结构的一个网络系统,进而提出了嵌入式微通信元体统。文中对嵌入式微通信元系统在终端上实现模型进行了较为细致的阐述,包括总体设计及各个模块的设计。在此基础上,本文重点介绍了嵌入式微通信元系统架构中,有连接服务和无连接服务在终端上的设计与实现。文中详细阐述了无连接服务和有连接服务在嵌入式微通信元系统上实现的几个重要方面,包括:微通信元系统架构中的无连接,有连接包格式;基于新型网络结构的通信模型;相关服务元的设计等。最后通过分析无连接服务和有连接服务的测试结果,总结出微通信元系统架构的特点。并对目前工作完成给予了肯定并分析不足,提出了下一步工作的建议。
王结实[9]2008年在《基于嵌入式Internet的电气火灾监控系统的研究和应用》文中提出从《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)把电气火灾防范作为一个课题单独列出伊始,两年多的时间转瞬即过,随着人们思想认知的磨合和诸多厂家产品的推陈出新,电气火灾监控系统的应用正从稚嫩和浮燥的阶段逐步走向成熟和稳步发展的阶段。在发展的过程中,问题的呈现同样不可避免。由于目前业内的电气火灾监控系统绝大多数都是简单的RS-485简单组网的系统,系统的局限性、孤立性等问题逐渐暴露出来。本文以北京某公司的项目中安装的电气火灾监控系统为研究对象,讲述了电气火灾监控系统的工作原理以及基于嵌入式Internet远程监控系统的实现,针对现有的监控系统中所存在的不足,在不改变系统底层架构的前提下,采用嵌入式Internet技术来对现有系统的监控终端进行开发。论文主要采用公司的电气火灾探测器和嵌入式主机构建了系统开发的硬件环境,采用嵌入式Linux操作系统构建了监控系统的软件环境,依次进行了Bootloader、Linux-2.6.14.1内核、cramfs根文件系统的制作,并移植到以32位嵌入式微处理器ARM920T为核心的硬件平台上。根据电气火灾监控系统的现场要求和国家的相关规定,在嵌入式主机内部,主要进行了以下几个方面的工作:分析了嵌入式GUI的现状,介绍了Qt的信号与槽机制,选用Qt/Embedded技术进行人机交互界面的开发;为了满足系统的数据存储需求,进行了嵌入式数据库SQLite的移植工作;研究了嵌入式Web服务器的工作原理和相关技术,比较了几种服务器之后,选择了Boa进行开发,解决系统的孤立性问题,实现真正意义上的远程监控。最后,论文分析了工程的具体情况,并把解决方案和现有系统进行了比较,总结了改进方案的预期效果和现实意义。分析表明,该方案具有很好的可行性,并且具有广阔的市场前景。
楚育军[10]2001年在《基于实时内核的嵌入式网络通信系统研究与设计》文中提出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。
参考文献：
[1]. X86嵌入式Internet系统研究及开发[D]. 胡昌银. 西南交通大学. 2003
[2]. 基于TCP/IP协议的嵌入式远程测控系统的研究与设计[D]. 丛丛. 中国石油大学. 2007
[3]. 面向监控应用的嵌入式Internet技术研究[D]. 陆尔东. 南京理工大学. 2002
[4]. 基于I386EX和IPSec的安全的实时嵌入式网络系统的设计[D]. 郭斌. 西南交通大学. 2003
[5]. 基于ARM的嵌入式Web服务器的研究与实现[D]. 方光深. 昆明理工大学. 2008
[6]. 基于ZigBee的嵌入式冷藏车环境远程监测系统设计[D]. 刘喜峰. 甘肃农业大学. 2013
[7]. 嵌入式因特网技术的研究及其在远程医疗中的应用[D]. 何传红. 重庆大学. 2002
[8]. 嵌入式微通信元系统的研究与实现[D]. 李晴. 电子科技大学. 2005
[9]. 基于嵌入式Internet的电气火灾监控系统的研究和应用[D]. 王结实. 新疆大学. 2008
[10]. 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
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