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基于嵌入式Web技术的远程测控系统研究与应用

作　者: 鲁信琼
导　师: 郑德忠
学　校: 燕山大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 远程测控遥测遥控网络化测量嵌入式系统 Web技术嵌入式Linux ARM
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 270次
引　用: 2次
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内容摘要

远程测控系统是计算机技术、网络技术和通信技术在测控领域的一个重要交叉研究方向,广泛应用于工业现场仪表、传感器、监控设备等测控仪器的监测和管理,在大型工业生产现场被称作生产过程的神经,因此研究远程测控系统具有十分重要的意义。工业远程测控系统将测量数据通过网络从工业现场传送到测控中心,这就要求测控设备同时具有测量数据、转化数据和发送数据的能力,主要是由具有逻辑计算和数据处理能力的智能仪器仪表来实现。但是目前存在着三个难题制约着远程测控系统的发展。第一,智能仪器价格昂贵难以普遍应用;第二,不同厂家的智能仪器仪表之间存在着通信协议不兼容情况,经常造成系统的通信故障;第三,大量的传统测控仪器不能应用到远程测控系统。针对以上三个难题,本文做了两方面研究。首先针对测控仪器与网络之间没有通用的通信协议和不能通信的问题,提出了将嵌入式技术应用到远程测控系统的方案。将嵌入式系统引入到测控仪器中,使测控仪器实现TCP/IP协议功能,能够与信息网络实时通信。其次研究了远程测控系统的通信协议,提出将Web技术引入到嵌入式系统,实现了测量数据到测控中心客户端数据传输的过程。设计了基于嵌入式Web技术的远程测控系统实现方案。给出了嵌入式系统的硬件设计和软件实现过程。该系统具有兼容性高、成本低、体积小、抗干扰能力强、使用方便等特点。在本文的研究过程中作者研制了系统原型机并进行了实验测试,实验结果实现了通过Web浏览器对测控设备远程测控的功能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第1章绪论  12-22
  1.1 引言  12-13
  1.2 工业远程测控系统研究背景  13-17
    1.2.1 工业以太网是工业测控网络的发展趋势  13-16
    1.2.2 工业以太网融合信息网络成为发展方向  16-17
  1.3 工业远程测控系统研究意义  17
  1.4 工业远程测控系统国内外研究现状  17-19
  1.5 工业远程测控系统研究的关键问题  19-21
    1.5.1 测控仪器与网络的通信问题  19-20
    1.5.2 测控网络融合信息网络的实现问题  20
    1.5.3 软件系统如何支持网络服务问题  20-21
  1.6 论文研究的主要内容  21-22
第2章系统总体方案设计  22-36
  2.1 引言  22
  2.2 基于嵌入式 Web 技术的远程测控系统概念及特点  22-24
    2.2.1 基本概念  22-23
    2.2.2 主要特点  23-24
  2.3 两种主要实现方案分析  24-28
    2.3.1 代理服务器方案  24-26
    2.3.2 嵌入式方案  26-28
  2.4 基于嵌入式 Web 技术的远程测控系统的方案选择  28-33
    2.4.1 网络接入方式选择  28-31
    2.4.2 嵌入式微处理器的选择  31-32
    2.4.3 软件架构方式选择  32-33
  2.5 基于嵌入式 Web 技术的远程测控系统总体方案  33-35
  2.6 本章小结  35-36
第3章嵌入式系统硬件实现  36-58
  3.1 引言  36
  3.2 系统硬件结构图  36-37
  3.3 系统硬件设计  37-52
    3.3.1 电源电路设计  38-39
    3.3.2 复位电路设计  39-40
    3.3.3 时钟电路设计  40
    3.3.4 SDRAM 接口电路设计  40-43
    3.3.5 Flash 接口电路设计  43-46
    3.3.6 JTAG 接口电路设计  46-47
    3.3.7 USB 接口电路设计  47-48
    3.3.8 RS-232 串行通信接口电路设计  48-49
    3.3.9 以太网(Ethernet)模块接口电路设计  49-50
    3.3.10 A/D 转换接口电路设计  50-52
  3.4 系统硬件扩展设计  52-57
    3.4.1 D/A 转换接口电路设计  53
    3.4.2 红外线通信(IrDA)接口电路设计  53-56
    3.4.3 系统开关量扩展电路设计  56-57
  3.5 本章小结  57-58
第4章嵌入式系统软件实现  58-70
  4.1 引言  58
  4.2 嵌入式系统软件结构  58-59
  4.3 嵌入式操作系统  59-62
    4.3.1 嵌入式操作系统的选择  60
    4.3.2 嵌入式Linux 的应用现状  60-61
    4.3.3 嵌入式Linux 的特点  61-62
  4.4 Linux 内核在 ARM 平台的移植  62-69
    4.4.1 Bootloader 的启动  62-65
    4.4.2 配置编译Linux-2.6 内核  65-66
    4.4.3 根文件系统的制作  66-68
    4.4.4 内核初始化  68-69
  4.5 本章小结  69-70
第5章嵌入式 Web 服务器和通信协议实现  70-84
  5.1 引言  70
  5.2 Web 服务器技术  70-73
    5.2.1 Web 服务器软件  71
    5.2.2 网页脚本解析技术  71-72
    5.2.3 服务器端Web 程序设计  72
    5.2.4 服务器端访问接口技术  72-73
  5.3 嵌入式 Web 服务器的实现  73-76
    5.3.1 Web 服务器Boa 的移植  73-74
    5.3.2 PHP 解析程序的移植  74-76
  5.4 通信协议的实现  76-80
    5.4.1 A/D 数据处理进程  77-78
    5.4.2 串口数据处理进程  78-80
  5.5 基于嵌入式 Web 技术的远程测控系统测试  80-83
    5.5.1 A/D 数据远程监控测试  81-82
    5.5.2 通过串行口实现远程测控的实验测试  82-83
  5.6 本章小结  83-84
结论  84-85
参考文献  85-90
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  90-91
致谢  91-92
作者简介  92

基于嵌入式Web技术的远程测控系统研究与应用

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