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基于嵌入式WEB服务器的火灾报警监控系统研究

作 者: 马世辉
导 师: 许江淳
学 校: 昆明理工大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式 ARM处理器 uClinux 火灾报警监控系统 Web服务器 CGI
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


随着现代建筑的不断增多,火灾隐患增加,人们防火意识逐渐增强。火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程。火灾自动报警系统的主要任务是完成探测和报警的功能,探测火灾隐患,通过联动控制,消除火灾隐患,防范于未然。随着智能化建筑的兴起,以及微电子技术、自动控制技术、计算机技术等的飞速发展,人们对火灾报警系统提出了更高的要求,使得火灾报警系统也出现了智能化的趋势。嵌入式系统已经大量应用于各种领域,网络技术的发展使嵌入式系统的网络功能日益完善。具有简单网络服务器功能的嵌入式系统通过浏览器就能远程监测被测控对象的实时状态并进行控制操作。而且嵌入式系统可以根据应用进行软硬件的定制,特别适用于对成本、体积、功耗有严格要求的各种远程测控设备。本文采用目前国内外普遍采用的ARM+uClinux嵌入式系统,对uClinux下实现静态、动态Web服务器的方法进行了研究,实现了对能接收、传递和显示火灾报警等信号,并能对现场消防设备发出控制信号的火灾报警远程监控系统的设计,构建了一个基于ARM处理器和uClinux操作系统的嵌入式B/S模式的远程监控系统。本文以基于ARM7的EX44B0开发板为嵌入式硬件平台,建立了交叉编译开发环境,给出了本系统的整体方案和总体框架;研究了嵌入式uClinux操作系统的小型化方法和设计要点,移植了嵌入式操作系统uClinux和Boa服务器,为本系统的主体软件设计构建了一个软件开发平台;介绍了火灾自动报警监控系统各个模块的功能和电路.设计,并对涉及的TCP/IP协议、HTML表单、CGI技术等关键技术进行了深入研究,设计了基于uClinux的嵌入式火灾自动报警监控系统的的相关应用程序源码和HMI界面;设计、制作了输入电路板,实现了对现场火灾探测设备信号查询并对联动设备发出相应控制信号等功能。测试结果表明,本系统能在局域网范围内稳定运行,具有一定的实用性和参考价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 火灾自动报警系统的发展现状  11-12
  1.2 嵌入式系统概述  12-14
    1.2.1 嵌入式系统的组成  12-13
    1.2.2 嵌入式系统的特点  13-14
  1.3 嵌入式Web监控系统  14-15
  1.4 论文的主要工作及意义  15-16
第二章 系统总体架构及硬件平台的搭建  16-25
  2.1 嵌入式系统硬件基本结构介绍  16-17
  2.2 嵌入式处理器  17-20
    2.2.1 嵌入式处理器的选择  17
    2.2.2 ARM简介  17-18
    2.2.3 ARM微处理器的特点及型号  18-19
    2.2.4 ARM微处理器的寄存器结构及指令结构  19
    2.2.5 ARM7微处理器系列  19-20
  2.3 嵌入式开发板介绍  20-24
    2.3.1 ARM处理器S3C44B0  21
    2.3.2 RTL8019AS网络控制器  21-22
    2.3.3 开发板电路图  22-23
    2.3.4 开发板资源  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 uClinux嵌入式操作系统与应用程序开发  25-42
  3.1 uClinux嵌入式操作系统概述  25-27
    3.1.1 嵌入式操作系统的选择  25
    3.1.2 uClinux介绍  25-26
    3.1.3 uClinux的特点  26-27
  3.2 交叉编译环境的建立  27-30
    3.2.1 概述  27-29
    3.2.2 Vmware下安装Linux操作系统  29
    3.2.3 安装交叉编译工具  29-30
  3.3 uClinux内核编译  30-32
    3.3.1 解压uClinux的源码包  30
    3.3.2 配置内核和用户选项  30-32
    3.3.3 编译uClinux  32
  3.4 下载并运行uClinux  32-37
    3.4.1 烧写BootLoader  32-35
    3.4.2 移植并运行uClinux  35-37
  3.5 添加用户应用程序到uClinux  37-41
    3.5.1 标准方法  37-38
    3.5.2 FTP传输  38-39
    3.5.3 NFS挂载应用程序  39-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章 嵌入式WEB服务器的设计  42-50
  4.1 嵌入式Web服务器原理  42-43
  4.2 uClinux下Web服务器的实现  43-45
  4.3 uClinux下实现动态Web页面的CGI技术  45-49
    4.3.1 CGI技术的选择  46
    4.3.2 CGI工作原理  46-47
    4.3.3 CGI的参数传递方式  47
    4.3.4 CGI实现  47-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章 火灾自动报警监控系统的实现  50-68
  5.1 系统总体架构  50-52
    5.1.1 系统功能  50
    5.1.2 总体方案  50-51
    5.1.3 设计说明  51-52
  5.2 接口硬件设计  52-57
    5.2.1 GPIO分配  52-54
    5.2.2 报警信号输入电路  54-56
    5.2.3 联动控制输出电路  56-57
  5.3 HMI实现与功能  57-61
    5.3.1 HMI方案选择  58-59
    5.3.2 登录界面及主操作界面  59-61
  5.4 远程监控CGI程序设计  61-67
    5.4.1 S3C44B0的I/O配置  61-63
    5.4.2 探测设备监视模块设计  63-65
    5.4.3 设备控制模块设计  65-67
  5.5 本章小结  67-68
第六章 总结与展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录A 攻读硕士期间发表的论文及科研情况  74-75
附录B 输入电路原理图  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 > 监视、报警、故障诊断系统
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