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基于Linux的嵌入式Web服务器网络监控家电开发系统的研究与设计

作 者: 陈文芳
导 师: 刘滨
学 校: 中国海洋大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 远程网络家电监控 嵌入式Linux 嵌入式Web服务器 CGI程序 数据库SQLite
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 86次
引 用: 1次
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内容摘要


近年来,随着计算机技术、通讯技术和嵌入式技术的飞速发展,以及Internet的不断普及,信息化、智能化和网络化已经渗透到人们工作、生活的各个方面,家居智能化已开始得到普及和推广。其中,将嵌入式技术和网络技术相结合实现远程家电信息的获取与设备的控制成为当前研究与应用的热点。基于ARM/Linux的嵌入式web服务器网络监控家电开发系统正是在这一背景下提出的,它是在以Linux/ARM的软硬件平台上构建一个嵌入式Web服务器,用户通过PC机上的浏览器可以方便快捷地浏览到家庭环境信息与家电设备运行参数并进行远程控制。这一课题的研究开发是在实践的基础上完成的。本文首先介绍了该课题的选题背景和发展状况,接着提出了系统的总体设计方案以及分析了系统软硬件平台的选择。在硬件系统部分,采用以三星公司的ARM9内核s3c2410芯片作为核心微处理器,并给出了Flash和SDRAM存储单元模块、以太网接口模块、SD卡存储模块等硬件模块的电路设计。由于时间关系,本系统直接采用的硬件平台是广嵌公司推出的以s3c2410为核心的GEC2410开发板。在软件系统部分,首先介绍了嵌入式Linux开发平台的构建,接着在该平台上实现嵌入式Web服务器功能。重点论述了嵌入式Linux内核的配置,根文件系统的构造,BootLoader、内核和根文件系统的移植下载,以及嵌入式SQLite数据库的移植应用和嵌入式Web服务器在ARM-Linux平台上的实现。最后详细阐述了本系统的软件编程实现,包括嵌入式Linux设备驱动、CGI程序、各个应用程序的设计等。本文最后给出了本系统的功能实现结果显示,基本上达到了本课题的预定的目标,并对下一步的补充设计工作进行了展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-15
  1.1 嵌入式技术介绍  10-11
    1.1.1 嵌入式系统的定义及特点  10
    1.1.2 嵌入式系统的组成  10-11
  1.2 课题的研究背景与意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-13
    1.3.1 网络监控技术的研究现状  12
    1.3.2 智能家居的发展现状  12-13
  1.4 论文的主要内容与结构安排  13-14
  1.5 本章小结  14-15
2 系统总体设计方案  15-21
  2.1 网络监控家电开发系统的总体功能方案  15
  2.2 系统开发硬件平台选择  15-17
    2.2.1 嵌入式微处理器选型  15-17
    2.2.2 数据采集模块选型  17
  2.3 系统开发软件平台选择  17-20
    2.3.1 嵌入式操作系统选择  17-18
    2.3.2 嵌入式数据库选择  18-19
    2.3.3 嵌入式Web 服务器选择  19-20
  2.4 本章小结  20-21
3 系统硬件结构  21-32
  3.1 系统硬件模块划分  21
  3.2 存储器电路设计  21-24
  3.3 电源、复位模块  24-26
  3.4 SD 卡存储模块  26-27
  3.5 以太网接口模块  27-29
  3.6 DS18B20 与TLC2543 接口模块  29
  3.7 调试下载电路  29-31
  3.8 本章小结  31-32
4 构建嵌入式 Linux 开发平台  32-38
  4.1 交叉编译环境的建立  32
  4.2 配置移植嵌入式linux 内核  32-34
  4.3 制造根文件系统  34-36
  4.4 Bootloader 的介绍及移植下载  36-37
  4.5 下载内核和根文件系统  37
  4.6 本章小结  37-38
5 嵌入式 Web 服务器技术  38-43
  5.1 TCP/IP 协议  38
  5.2 HTTP 协议  38-39
  5.3 boa 服务器的介绍  39-41
  5.4 boa 服务器在ARM-Linux 上的移植  41-42
  5.5 本章小结  42-43
6 系统的软件设计与功能实现  43-69
  6.1 设备驱动程序的设计  43-51
    6.1.1 应用程序操作接口与设备驱动的关联  44
    6.1.2 设备驱动程序的编写  44-50
    6.1.3 Makefile 文件的编写  50
    6.1.4 本系统设备驱动程序的编译和加载  50-51
    6.1.5 建立设备节点  51
  6.2 嵌入式Linux 的多进程和多线程  51-52
    6.2.1 嵌入式Linux 多进程  51-52
    6.2.2 嵌入式Linux 的多线程  52
  6.3 数据库存储的应用程序设计  52-58
    6.3.1 嵌入式SQLite 数据库的介绍  52-56
    6.3.2 SQLite 在ARM-Linux 平台上的移植  56
    6.3.3 在SD 卡上存放数据库文件  56-57
    6.3.4 采集各项数据并存入数据库  57-58
  6.4 嵌入式Web 服务器应用程序设计  58-68
    6.4.1 CGI 的工作原理  58-59
    6.4.2 CGIC 库的安装  59-60
    6.4.3 boa 服务器与CGI 程序间的通信  60-61
    6.4.4 本系统中CGI 程序编写动态网页的实现  61-68
  6.5 本章小结  68-69
7 总结与展望  69-71
  7.1 总结  69
  7.2 展望  69-71
参考文献  71-73
致谢  73-74
个人简历  74-75
发表的学术论文  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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