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基于uClinux的远程监控系统的研究与设计

作　者: 宋丽娟
导　师: 董小国
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 嵌入式系统 Web服务器通用网关接口(CGI) Telnet协议 Windows消息机制
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着信息技术、网络技术和自动化控制等研究领域的相互渗透,使得工业控制技术中嵌入式系统已应用到工业控制的各个领域,所以嵌入式技术已成为现代控制技术的发展方向之一。本文应用了ARM Linux嵌入式网络技术,实现了通过Web及Telnet两种方式远程监控现场设备。本文首先介绍了远程监控系统的总体设计方案及软硬件开发环境的搭建方法,然后分别研究了两种监控方式的实现方法。基于Web的远程监控方式通过Boa嵌入式Web服务器和CGI动态网页设计技术编写出适用于嵌入式远程控制网络运行的动态网页监控界面,从而使得远程用户可以通过此界面对现场运行的设备进行工作状态监测和参数修改。本文通过修改Boa的源代码,对文件路径进行隐藏,增加了系统的安全性。另外,传统的CGI程序编写简单地用printf()函数来产生HTML源代码,这样的CGI程序代码冗长,不利于阅读,且容易出错。针对这一问题,本文提出了仿“ASP”技术的解决方法,即预先将需要显示的网页保存成文件,并设计配置文件将需要动态显示的内容进行替换。实验表明,该方法可显著减少CGI程序代码量,且便于修改升级。采用Telnet远程登录的方式,现场设备通过Telnet服务器可以直接连接到Internet/Intranet上,方便了客户端没有安装图形化界面的用户与现成璞附薪换ァ２捎肨elnet方式登录,占用网络带宽小,适合应用在网络环境还不完善的工业控制领域。此外,本系统采用了模板和实现两部分相分离的方法,双方通过模拟Windows消息机制的方式进行通信,可以方便用户版本的更新,大大降低了今后系统的维护成本。从实验测试的效果看,这种基于ARM Linux嵌入式网络系统在设计原理上是合理的,采用的软硬件能保证系统通信和数据采集功能及远程访问等功能的实现。本系统为嵌入式远程监控系统的研究提供了一个良好的解决方案。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-18
  1.1 课题的研究背景及意义  14
  1.2 课题的开发环境  14-15
  1.3 课题主要研究内容  15-16
  1.4 论文结构  16-18
第二章系统方案设计与开发平台的建立  18-28
  2.1 远程监控系统的总体设计  18-19
    2.1.1 系统需求分析和设计思路  18-19
    2.1.2 远程监控系统的总体设计  19
  2.2 硬件开发平台的搭建  19-21
    2.2.1 ARM简介  20
    2.2.2 S3C44B0介绍  20-21
  2.3 软件开发环境的建立  21-27
    2.3.1 uClinux操作系统概述  21-24
    2.3.2 建立交叉编译环境  24-25
    2.3.3 uClinux内核编译与移植  25-26
    2.3.4 网络文件系统(NFS)及配置  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章基于Web的远程监控系统的设计与实现  28-46
  3.1 嵌入式Web服务器  28-31
    3.1.1 嵌入式Web服务器概述  28-29
    3.1.2 嵌入式Web服务器的通信接口  29-30
    3.1.3 嵌入式Web服务器的选择  30-31
  3.2 boa服务器简介与工作流程  31-39
    3.2.1 boa服务器简介  31
    3.2.2 boa源代码的运行机制分析  31-36
    3.2.3 boa工作流程  36-37
    3.2.4 修改配置文件boa.conf  37-39
  3.3 boa源代码修改  39-41
  3.4 ARM linux下实现动态页面的CGI技术  41-45
    3.4.1 CGI的工作机制  41-42
    3.4.2 CGI的工作原理  42
    3.4.3 CGI与HTTP协议的关系  42-43
    3.4.4 CGI程序的开发语言  43
    3.4.5 CGI程序的改进方法  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章基于Telnet的远程监控系统的设计与实现  46-64
  4.1 Telnet协议及其原理  46-48
    4.1.1 远程登录/远程控制  46-47
    4.1.2 Telnet协议的介绍  47
    4.1.3 Telnet远程登录  47-48
  4.2 Windows消息机制分析  48-53
    4.2.1 Windows消息  48-50
    4.2.2 Windows消息机制  50-53
  4.3 系统概要设计  53-54
    4.3.1 系统模型  53
    4.3.2 系统设计原则  53-54
    4.3.3 系统开发平台  54
  4.4 系统详细设计与实现  54-62
    4.4.1 系统框架结构  54-55
    4.4.2 模板部分的设计与实现  55-60
      4.4.2.1 核心线程设计  55-57
      4.4.2.2 消息结构定义  57-59
      4.4.2.3 消息队列设计  59
      4.4.2.4 核心函数实现  59-60
    4.4.3 调用部分的设计与实现  60-61
      4.4.3.1 控件类型  60-61
      4.4.3.2 核心函数实现  61
    4.4.4 系统实现结果  61-62
  4.5 本章小结  62-64
第五章总结与展望  64-66
  5.1 本文内容总结  64
  5.2 工作展望  64-66
参考文献  66-68
致谢  68-70
研究成果及发表的学术论文  70-72
导师及作者简介  72-73
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  73-74

基于uClinux的远程监控系统的研究与设计

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