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基于Internet的家电控制的研究

作　者: 周正杰
导　师: 周永华
学　校: 广西大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 信息家电 嵌入式Internet ARM TCP/IP协议栈 ZLG/IP 以太网
分类号: TM925.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要


随着Internet网和网络技术的飞速发展,人们对信息的快捷、经济、方便的获取提出了更高的要求,同时,在家电应用方面做到智能化已经成为现代人对生活的追求方式之一。在应用研究方面,如何通过计算机网络来对家电的监控和操作已成为信息家电行业的研究热点问题。当今,以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式网络技术,已经在某些领域得到广泛应用。将嵌入式系统与Internet网结合将成为控制领域的新方向,成为实现远程控制的主要途径和方式。Forrester Research的研究显示,到2011年底,将有95%的联络设备不再是传统的计算机,而是带有网络功能的嵌入式系统。本论文选用了一种高档MPU+TCP/IP的Internet接入方案,设计了一款实用性强且价格低廉地嵌入式家电控制系统。系统总体设计中,考虑ARM能减少硬件成本,方便系统扩展和二次开发等优点,选用ARM作为硬件开发平台。同时,选用μC/OS-Ⅱ为嵌入式操作系统,实现了系统的实时性提供了保障。在硬件和软件部分,主控芯片采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器,网络接口采用高度集成的以太网芯片RTL8019AS。选用μC/OS-Ⅱ操作系统进行筛选和移植,详细分析和实现了嵌入式TCP/IP协议栈-ZLG/IP。通过嵌入式Web与远程浏览器的动态交互,用户可以在任何时段利用IE浏览器进行远程访问和监控。本文另外还在本地监控方面做了设计。本地监控包括了LCD液晶显示模块、键盘控制模块等等,不仅能完成对家电的常规控制,还可以实现系统的远程监控功能。最后,通过在以太网中对设计的网络监控系统进行了测试。最终表明,本文所设计的嵌入式网络功能在实用性、可靠性及操作方便性方面都达到了预想的要求,具有极具现实意义的应用价值。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 引言  10
  1.2 嵌入式Internet及其发展情况  10-12
    1.2.1 嵌入式Internet的概念  10-11
    1.2.2 嵌入式Internet的嵌入式Internet的进展情况  11
    1.2.3 嵌入式Internet发展面临的两个问题  11-12
  1.3 嵌入式Internet研究的背景、意义及其前景分析  12-13
  1.4 论文研究工作与本文的主要结构  13-15
第二章 系统的总体方案设计  15-19
  2.1 系统总体设计与方案  15
  2.2 嵌入式系统的总体概述  15-17
    2.2.1 嵌入式系统的定义  16
    2.2.2 嵌入式系统的特点  16
    2.2.3 嵌入式系统的组成  16-17
  2.3 系统的硬件和软件的总体规划  17-18
    2.3.1 嵌入式硬件系统结构  17
    2.3.2 嵌入式软件系统结构  17-18
  2.4 本章小结  18-19
第三章 嵌入式Internet接口模块硬件平台的设计  19-34
  3.1 系统硬件结构框图  19-20
  3.2 嵌入式处理器模块  20-23
    3.2.1 嵌入式处理器的分类  20-21
    3.2.2 ARM处理器简介  21-22
    3.2.3 嵌入式处理器的选择  22-23
  3.3 以太网控制模块  23-26
    3.3.1 以太网控制器RTL8019AS  24-25
    3.3.2 RTL8019AS的工作模式和设置网络接口模式  25-26
  3.4 RTL8019AS与MPU的网络接口设置  26-27
    3.4.1 地址总线与地址映射  26-27
  3.5 RTL8019AS与传输介质的连接  27-28
  3.6 人机互动模块  28-32
    3.6.1 LCD模块  28-30
    3.6.2 键盘模块  30-32
  3.7 EMI(电磁干扰)设计  32-33
  3.8 本章小结  33-34
第四章 嵌入式Internet模块的软件设计  34-49
  4.1 嵌入式操作系统概述  34-36
    4.1.1 RTOS的选择  34-35
    4.1.2 μC/OS-Ⅱ简介  35-36
    4.1.3 μC/OS-Ⅱ移植  36
  4.2 TCP/IP协议  36-44
    4.2.1 ZLG/IP简介  36-38
    4.2.2 IPv6简介  38
    4.2.3 IPv6的应用实现  38-41
    4.2.4 ZLG/IP的应用实现  41-44
  4.3 人机互动的应用实现  44-48
    4.3.1 键盘的应用实现  44-45
    4.3.2 LCD的应用实现  45-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章 IPv6信息家电系统的组网测试  49-55
  5.1 构建IPv6测试网络  49-51
  5.2 通过WEB浏览器来访问信息家电  51-54
    5.2.1 IPv6家电控制平台界面设计  51-53
    5.2.2 网络控制平台测试  53-54
  5.3 本章小结  54-55
第六章 结束语  55-56
参考文献  56-58
致谢  58-59
攻读学位期间发表论文情况  59

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 家用电器及其他电器设备 > 一般性问题
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