【正文】 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)論文 致謝致 謝首先感謝我尊敬的指導(dǎo)老師，本論文是在他的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。Web Server需要下面三個(gè)方面的配置：●文件路徑和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置●客戶機(jī)訪問權(quán)限設(shè)置●Vis訪問權(quán)限設(shè)置在主菜單中選擇Tools》Options，在隨后彈出的LabVIEW Options對(duì)話框上部的下拉列表中選擇Web Server：Configuration，切換到Configuration配置頁(yè)面。Conversion節(jié)點(diǎn)：用于許算機(jī)的IP地址和計(jì)算機(jī)名之間的相互轉(zhuǎn)換。B/S模式作為一種以Web技術(shù)為基礎(chǔ)的新型網(wǎng)絡(luò)模式。74HC595的SRCLR信號(hào)輸入端接直流電源正極避免進(jìn)行清零操作，OE信號(hào)輸入端接地使得一旦列顯示數(shù)據(jù)出現(xiàn)在鎖存器的同時(shí)各輸出引腳即呈現(xiàn)出相應(yīng)的高低電平狀態(tài)。在本系統(tǒng)中按鍵要實(shí)現(xiàn)的功能為：可以調(diào)整各信號(hào)參數(shù)的預(yù)、報(bào)警值，可以在固定顯示某一參數(shù)和交替顯示兩種模式中切換。4）5路PWM調(diào)制輸出，可用于控制蜂鳴器輸出不同聲音，提示系統(tǒng)各類信息。數(shù)據(jù)采集單元是整個(gè)嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，根據(jù)系統(tǒng)功能和系統(tǒng)擴(kuò)展的要求，采用32位嵌入式ARM微處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理、顯示和傳輸?shù)裙δ?。（Host） $mkdir initrd（Host） $dd if=/dev/zero of=initrd1024 bs=lk count=1024（Host） $ initrd1024（Host） $mount initrd1024 initrd o loop（Host） $cd initrd說明：然后在該目錄下添加和刪減文件（Host） $cd_（Host） $umount initrd（Host） $gzip c 9 initrd 1024；通過armelf上具集編譯、調(diào)試應(yīng)用程序。接著輸入：（Host） $make dep。使用syslog將應(yīng)用程序運(yùn)行過程中的中間信息全部記錄，在/var/log/syslog下，對(duì)照以后查出錯(cuò)誤。嵌入式開發(fā)通常要求宿主機(jī)配置有網(wǎng)絡(luò)，支持NFS，支持tftp服務(wù)器等等。因此操作系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)必須初始化特定目標(biāo)板的器件。空間的節(jié)約來自于兩個(gè)方面，首先內(nèi)核支持romfs文件系統(tǒng)比支持ext2文件系統(tǒng)需要更少的代碼，其次romfs文件系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，在建立文件系統(tǒng)超級(jí)塊（superblock）需要更少的存儲(chǔ)空間。另外有一種LinuxRTlinux關(guān)注實(shí)時(shí)問題。Linux系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用拷貝現(xiàn)行進(jìn)程的內(nèi)容，以產(chǎn)生新的進(jìn)程，調(diào)用fork的進(jìn)程稱為父進(jìn)程：而所產(chǎn)生的新進(jìn)程則稱為子進(jìn)程。uClinux所支持的文件系統(tǒng)有多種，其中包括了最常用的NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）、ext2，romfs、MSDOS及FAT 16/32等[9]。而更大的影響在于它正逐漸的應(yīng)用于嵌入式設(shè)備。因此，基于以上考慮，全文共分為七章對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行論述。在可靠性方面，提出了以太網(wǎng)環(huán)冗余的概念，在一定程度上提高了以太網(wǎng)通信的可靠性。 嵌入式以太網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究意義當(dāng)一臺(tái)設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)接入功能時(shí)，人們可以在任何地方、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、使用任何平臺(tái)隨時(shí)瀏覽設(shè)備實(shí)時(shí)的狀態(tài)、并在遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)這臺(tái)設(shè)備的監(jiān)視、控制、診斷、測(cè)試和配置。與此同時(shí)，各種嵌入式系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，越來越多的嵌入式控制設(shè)備都具有了以太網(wǎng)接入功能，因而能夠利用以太網(wǎng)的開放性實(shí)現(xiàn)嵌入式控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)通過瀏覽器訪問并監(jiān)控設(shè)備，為用戶提供了一種方便、快速、通用性強(qiáng)、傳遞信息多樣、成本相對(duì)低廉的現(xiàn)場(chǎng)通信方式。然后從嵌入式控制器ARM7 S3C44B0入手，詳細(xì)介紹了人機(jī)接口、A/D數(shù)據(jù)采集模塊，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序在uClinux操作系統(tǒng)平臺(tái)上的移植和驅(qū)動(dòng)開發(fā)，完成了基于TCP協(xié)議的uClinux socket數(shù)據(jù)通信功能。這種技術(shù)為高速以太網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)分布式控制提供了一種方便，快速，通用型強(qiáng)，成本相對(duì)低廉的新型控制方案。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用現(xiàn)場(chǎng)總線通信主要有以下弊端：使用專用線纜通信、成本高、協(xié)議不統(tǒng)一、傳輸信息單一。這種方法成本低廉、實(shí)現(xiàn)靈活，軟件編寫相對(duì)復(fù)雜，但只要選用的嵌入式系統(tǒng)帶有能夠可靠實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的軟件包，則開發(fā)比較容易。全雙工通信是在端口間使用兩對(duì)雙絞線（或兩根光纖）上分別接收和發(fā)送報(bào)文幀，從根本上解決了數(shù)據(jù)沖突的產(chǎn)生。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可能存在易燃、易爆及有毒氣體，以太網(wǎng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)必須采取一定的保證安全的措施。本系統(tǒng)采用uClinux做為嵌入式操作系統(tǒng)的主要是基于uClinux的許多優(yōu)良特點(diǎn)，例如開源、穩(wěn)定、良好的移植性等。uClinux有一個(gè)完整的TCP/IP協(xié)議棧，同時(shí)對(duì)其它許多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都提供支持。 uClinux的進(jìn)程和線程管理進(jìn)程：進(jìn)程是一個(gè)運(yùn)行程序并為其提供執(zhí)行環(huán)境的實(shí)體，它包括一個(gè)地址空間和至少一個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)程在這個(gè)地址空間上執(zhí)行單一指令序列。uClinux針對(duì)nommu處理器開發(fā)，所以被迫使用一種flat方式的內(nèi)存管理模式，啟動(dòng)新的應(yīng)用程序時(shí)系統(tǒng)必須為應(yīng)用程序分配存儲(chǔ)空間，并立即把應(yīng)用程序加載到內(nèi)存。同時(shí)這也是標(biāo)準(zhǔn)Linux系統(tǒng)采用的啟動(dòng)方式。因此函數(shù)庫(kù)的穆植也是必須的。 建立宿主機(jī)開發(fā)環(huán)境在進(jìn)行嵌入式uClinux應(yīng)用開發(fā)設(shè)計(jì)之前，首先需要安裝一臺(tái)裝有指定操作系統(tǒng)的PC機(jī)作宿主機(jī)。嵌入式uClinux應(yīng)用程序的調(diào)試可分為以下步驟進(jìn)行：首先在宿主機(jī)上調(diào)試通過程序，移植到口標(biāo)板上；將宿主機(jī)和口標(biāo)板通過串口相連，在宿主機(jī)上運(yùn)行mini作為口標(biāo)板的顯示終端，掛載上宿主機(jī)硬盤，自接在目標(biāo)板上調(diào)試應(yīng)用。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)菜單配置對(duì)話框，要求對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置，包括選擇具體的供應(yīng)商和產(chǎn)品列表、Flash和SDRAM的大小、網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)的設(shè)置等等。在uClinux中，文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是基于樹狀的，根在頂部，各個(gè)目錄和文件從樹根向下分支，目錄樹的最頂端被稱為根目錄（/）。因此，將嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為以下三個(gè)部分：傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元和外圍擴(kuò)展單元。主要支持604x480，320x240，160x160等顯示點(diǎn)陣。⑷溫度范圍55℃+125℃，℃。 顯示電路結(jié)構(gòu)示意圖 LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路示意圖本方案中，行、列控制均采用串入并出帶鎖存的移位寄存器，控制信號(hào)的產(chǎn)生均由S3C44B0X的I/O口發(fā)送串行數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，這樣僅需要四根信號(hào)線LED顯示屏就能正常工作。這種模式有著安全性高、網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷小、速度快等優(yōu)點(diǎn)。TCP節(jié)點(diǎn)的使用方法比較簡(jiǎn)單，易于理解，這些節(jié)點(diǎn)可以分為三個(gè)部分：編程的實(shí)現(xiàn)有兩種方法：⑴利用DataSoket通信節(jié)點(diǎn)，在Functions模板》Communication子模板；。充分發(fā)揮虛擬儀器的優(yōu)勢(shì)，采用模塊化設(shè)計(jì)軟件方法，通過軟、硬件結(jié)合，使用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多通道溫度信號(hào)的采集處理。在為人方面，我懂得了做人要積極樂觀，正直，樂于助人；科研中，要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、腳踏實(shí)地、勤于動(dòng)腦、勤于動(dòng)手。 生成HTML文件 在LabVIEX環(huán)境中操作Remote Panels完成上述配置后，就可以在LabVIEW環(huán)境中運(yùn)行一個(gè)Remote Panels了。在給定Internet地址時(shí)，不同的端口號(hào)通常用于區(qū)分不同的通信服務(wù)，這樣就可以很容易地管理多個(gè)通信連接。第二層Web服務(wù)器將啟動(dòng)相應(yīng)的進(jìn)程來響應(yīng)瀏覽器的請(qǐng)求，通常還要和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行交互處理，然后將請(qǐng)求的結(jié)果返回給客戶機(jī)瀏覽器。⑵將64位列顯示數(shù)據(jù)通過SER，SRCLK信號(hào)依次送入到八片級(jí)聯(lián)的74HC595中。 按鍵電路示意路由于井下環(huán)境惡劣，粉塵較多、光線不足，因此選用LED顯示屏作為顯示設(shè)備。7）帶日歷功能的系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可用于記錄數(shù)據(jù)采集時(shí)間。 嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn) 嵌入式ARM微處理器嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件。Minix是最老的、也是最可靠的，但性能上是很有限的（有時(shí)沒有標(biāo)志，文件名最多30個(gè)字符）并且容量也是有限的（每個(gè)這樣的文件系統(tǒng)最多64MB。隨后進(jìn)入該目錄。 編譯uCIinux內(nèi)核嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用非常專業(yè)化，功能模塊相對(duì)比較單一。因此網(wǎng)絡(luò)安裝好后，應(yīng)關(guān)閉防火墻并且去掉ipchains和iptables兩項(xiàng)服務(wù)。此外可能需要考慮的問題包括，打印終端，串口，以太網(wǎng)設(shè)備等。uClinux對(duì)用戶程序采用靜態(tài)連接的形式，這種做法會(huì)使應(yīng)用程序變大，但是基于內(nèi)存管理的問題，不得不這樣做，同時(shí)這種做法也更接近于通常嵌入式系統(tǒng)的做法。這種方法已經(jīng)應(yīng)用于很多的操作系統(tǒng)用于增強(qiáng)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，包括一些商用版UNIX系統(tǒng)，Windows NT等。但是各自擁有自己的堆棧、數(shù)據(jù)段、用戶空間以及進(jìn)程控制塊。⑵可以運(yùn)行只加載了部分的程序，縮短了程序啟動(dòng)的時(shí)間。uClinux最大的特征就是沒有MMU（內(nèi)存管理單元模塊）。第3章從嵌入式控制器ARM7 S3C444B0入手，詳細(xì)介紹了人機(jī)接口、A/D數(shù)據(jù)采集模塊，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序在uClinux操作系統(tǒng)平臺(tái)上的移植和驅(qū)動(dòng)開發(fā)，完成了基于TCP協(xié)議的uClinux socket數(shù)據(jù)通信功能。操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高，具備文件和目錄管理、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持等，嵌入式應(yīng)用軟件豐富，但與互聯(lián)網(wǎng)無關(guān)。監(jiān)控設(shè)備集網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、信號(hào)轉(zhuǎn)換、采樣及TCP/IP通信功能于一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積微小，因而系統(tǒng)具有更加優(yōu)良的性價(jià)比；另外，從80年代起，一些IT組織和公司開始進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)，大部分新開發(fā)的嵌入式處理器都支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如AMD公司的AM 186系列嵌入式處理器、MOTOROLA公司的M68HC系列嵌入式處理器等等。最后，闡述了利用LabVIEW SQL開發(fā)該嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)方法?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化與控制系統(tǒng)體系開放性將是控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，每臺(tái)設(shè)備中都將有一個(gè)IP地址，與Internet網(wǎng)絡(luò)相連接，具有遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)等功能[1]。 嵌入式以太網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法嵌入式以太網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是在嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，使嵌入式系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，接入以太網(wǎng)。其次，在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)中使用交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段。對(duì)此，一般采用網(wǎng)絡(luò)隔離（如網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器隔離）辦法，將控制區(qū)域內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)與外部信息網(wǎng)絡(luò)分開。最后概括出本實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)框圖。這就使得uClinux的內(nèi)核同標(biāo)準(zhǔn)的Linux內(nèi)核相比非常之小，但是它仍保持了Linux操作系統(tǒng)的主要的優(yōu)點(diǎn)，如穩(wěn)定性、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和出色的文件系統(tǒng)支持等。⑺可以進(jìn)行共享，例如，如果兩個(gè)進(jìn)程運(yùn)行同一個(gè)程序，它們應(yīng)該可以共享程序代瑪?shù)耐粋€(gè)副本。這意味著uClinux系統(tǒng)調(diào)用完成后，要么子進(jìn)程代替父進(jìn)程執(zhí)行（此時(shí)父進(jìn)程己經(jīng)sleep直到子進(jìn)程調(diào)用exit退出），要么調(diào)用exec執(zhí)行一個(gè)新的進(jìn)程，這個(gè)時(shí)候?qū)a(chǎn)生可執(zhí)行文件的加載，即使這個(gè)進(jìn)程只是父進(jìn)程的拷貝，這個(gè)過程也不能避免。Flash運(yùn)行方式：把內(nèi)核的可執(zhí)行映象燒寫到flash上，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從flash的某個(gè)地址開始逐句執(zhí)行。任何操作系統(tǒng)都有一定的代碼是同處理器相關(guān)的，而操作系統(tǒng)為了增加運(yùn)行效率，通?？偸鞘褂昧舜罅刻囟ㄌ幚砥魈峁┑牡讓庸δ苤С?。通常嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)采用一種交叉編譯調(diào)試方式。make的主要工作是讀一個(gè)文本文件makefile。從壓縮包。，使用ADS（或SDT）集成開發(fā)環(huán)境將系統(tǒng)的SDRAM映射到起始地址為0x0處，加載完畢后，修改PC指針寄存器的值為0xl0000并執(zhí)行。 本章小結(jié)本章主要介紹嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的主要功能模塊：其中包括內(nèi)存模塊、進(jìn)程調(diào)度，同時(shí)對(duì)uClinux在實(shí)際應(yīng)用的一些方面進(jìn)行相應(yīng)的分析，包括uClinux實(shí)時(shí)性、uClinux的小型化以及uClinux的開發(fā)工具等。每個(gè)Bank支持8/16/32位數(shù)據(jù)格式，可尋址32MB。與其它溫度傳感器相比，DS1820具有以下特性：⑴獨(dú)特的單線接口方式，DS1820在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS1820的雙向通訊。一旦該行選通，這一線上的LED發(fā)光器件就可以根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示?？蛻魬?yīng)用程序是系統(tǒng)中用戶與數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的部件，服務(wù)器程序負(fù)責(zé)有效地管理系統(tǒng)資源，中間件負(fù)責(zé)連接客戶應(yīng)用程序與服務(wù)器管理程序，協(xié)同完成一個(gè)作業(yè)。在LabVIEW中，可以采用TCP節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)基于TCP協(xié)議的局域網(wǎng)通信。這種方式也是基于C/S模式的。本文完成的具體工作如下：1．分析了嵌入式以太網(wǎng)監(jiān)