基于linux操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡應用軟件開發(fā)(已修改)
2025-06-30 14:20 本頁面
【正文】 基于Linux操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡應用軟件開發(fā)目 錄一 緒論 3（一）課題研究背景 3二 系統(tǒng)總體方案設計 3（一）系統(tǒng)硬件組成 4（二）系統(tǒng)軟件總體方案設計 4三 應用程序設計 6（一）Qt簡介 6（二）嵌入式Linux數(shù)據(jù)采集終端應用軟件設計 9（三）上位機應用軟件設計 15四 系統(tǒng)集成及調(diào)試 16（一）PPP,GPRS及WIFI簡介 16（二）軟件系統(tǒng)集成 16（三）軟件性能測試 17結論 18參考文獻 18[摘要]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被廣泛應用于大型關鍵設備的運行狀態(tài)監(jiān)測。隨著工業(yè)化的發(fā)展，大型關鍵設備的的地理分布更加分散，其運行狀態(tài)監(jiān)測更加困難,因而迫切需要基于無線互連網(wǎng)技術的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為此，論文基于嵌入式Linux平臺對無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件進行了設計,并在軟件設計的過程中提出了一些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設計方法及框架。論文首先分析了無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構，并提出了無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設計的總體方案；然后,按照總體方案的要求，完成了嵌入式Linux無線遠程數(shù)據(jù)采集終端操作系統(tǒng)層的軟件設計。論文試探了一種嵌入式Linux系統(tǒng)級軟件開發(fā)的通用方法。完成了對嵌入式Linux無線遠程數(shù)據(jù)采集終端以及上位機應用軟件的設計，該軟件完成了無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應當具備的基本功能,并兼顧了軟件的通用性，為無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用軟件開發(fā)提供了一種設計模型。[關鍵詞]:嵌入式；Linux；ARA9；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；CPRS.一 緒論 （一）課題研究背景 近幾年我國工業(yè)的迅速發(fā)展對工業(yè)設備運行狀況的監(jiān)控提出了更高的要求。監(jiān)控系統(tǒng)不僅需要運行于工況良好的環(huán)境下，更要對距離較遠，運行環(huán)境惡劣，數(shù)據(jù)采集點較為分散以及無人值守的設備進行監(jiān)控，如對風電，水利等領域的設備進行監(jiān)控。 采用傳統(tǒng)的方式對這些情況下設備運行狀況進行監(jiān)控，會導致人力及物力資源的極大消耗，并且很難取得好的效果。針對上述情況，目前國內(nèi)外主要采用嵌入式系統(tǒng)結合無線通信的方式來構建無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[1]。這使得監(jiān)測點只要在無線網(wǎng)絡所能覆蓋的范圍之內(nèi)，都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸。過去在無線數(shù)據(jù)采集方面采用的通信方式主要有廣域網(wǎng)，無線電臺，無線集群，GSM短信等，這些通信技術成熟，但也存在著一定的局限性。而目前采用的較新的無線通信方式包括CDMA， GPRS以及WIFI等，這些通信方式具有優(yōu)良的數(shù)據(jù)傳輸速率，價格適中，已快速取代了傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)采集所采用的通信手段。 另外，除了基于某一種無線通信方式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)外，隨著嵌入式及物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，逐步出現(xiàn)了更加復雜的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，在這種數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡中，混合了廣域網(wǎng)，GPRS， WIFI等多種通信方式，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程高速傳輸。在實際應用中，位于數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡中的各數(shù)據(jù)采集終端利用最適宜其工況的通信方式接入Internet，并將數(shù)據(jù)上傳給服務器，同時接受服務器的控制[2]。 本文圍繞無線遠程監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設計而展開，試圖找到能夠滿足多種通信方式的通用軟件設計方法并搭建較為通用的軟件平臺，以滿足多種具體應用環(huán)境的需要。二 系統(tǒng)總體方案設計 為了方便進行軟件設計，首先應當從用戶的角度分析軟件所要具備的功能，從宏觀上給出軟件的整體架構，這樣才能保證軟件設計工作有序進行，同時可以方便對軟件進行維護和升級。（一）系統(tǒng)硬件組成 本文的嵌入式Linux無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結構如圖21所示。圖21 系統(tǒng)結構圖嵌入式Linux數(shù)據(jù)采集終端使用天嵌科技的TQ2440開發(fā)板，這個開發(fā)板具備了豐富的外圍設備，使用三星的S3C2440 ARM9芯片作為CPU，該芯片是現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)采用的主流芯片之一。數(shù)據(jù)傳輸通道通過GPRS接入Internet實現(xiàn)[3]。（二）系統(tǒng)軟件總體方案設計 本節(jié)詳細說明系統(tǒng)各部分的軟件組成?？傮w來看，軟件的設計主要是為了更好的控制硬件并完成用戶的需要，圖22給出了硬件，內(nèi)核和應用程序之間的關系。圖22 硬件，內(nèi)核和應用程序的關系1. 嵌入式Linux數(shù)據(jù)采集終端軟件方案設計 嵌入式Linux數(shù)據(jù)采集終端的軟件根據(jù)其與硬件相關的程度由深到淺主要分為引導加載程序，Linux內(nèi)核及應用軟件。 引導加載程序是CPU上電后開始運行的第一段代碼，這段代碼初始化硬件設備，建立內(nèi)存映射表，為操作系統(tǒng)內(nèi)核運行提供合適的軟硬件環(huán)境。ARM平臺上常用的引導加載程序有vivi和uboot等，由于引導加載程序與硬件相關，目前硬件開發(fā)商一般都會提供相應的應到加載程序，本文采用天嵌科技提供的已移植好的uboot作為引導加載程序[4]。 Linux系統(tǒng)內(nèi)核構建的是否成功直接關系到嵌入式Linux系統(tǒng)能否正常運行，因此，內(nèi)核的構建在軟件設計中占據(jù)著重要的地位。內(nèi)核的構建主要包括Linux內(nèi)核移植，文件系統(tǒng)構建和Linux設備驅動程序移植及開發(fā)。Linux內(nèi)核移植應當著重考慮系統(tǒng)要求提供哪些功能，加入全部的內(nèi)核功能，雖然可以保證系統(tǒng)更好的運行，適應各種應用場合的需要，但是它將使得內(nèi)核變大，運行時占用內(nèi)存空間增大，運行速度減慢。而加入的內(nèi)核功能不全，很顯然系統(tǒng)將無法滿足需要。因此，對內(nèi)核進行移植，必須清楚自己的系統(tǒng)需要哪些功能，并配置內(nèi)核提供相應的功能。最好的方法是全面瀏覽內(nèi)核配置單，針對每一項內(nèi)核提供的功能考慮系統(tǒng)是否需要，從而進行取舍[5]。 設備驅動程序關系到系統(tǒng)的硬件能否正常工作，它是內(nèi)核的重要組成部分。如果對于某個硬件資源，內(nèi)核已經(jīng)提供了它的驅動程序，直接對該驅動程序進行移植即可。對
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