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基于eCos的自动售货机无线通信设计与应用

作　者: 余攀峰
导　师: 余世明
学　校: 浙江工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 自动售货机 eCos USB 驱动嵌入式WEB服务器
分类号: TH692.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

随着时代变迁和社会发展,以方便、快捷和自助式服务为特点的自动售货机得到迅猛发展,而嵌入式技术的不断进步,又推动了自动售货机逐步发展成为具有智能、自助的电子商务系统,其实现基础则是互联网通信技术及其联网管理技术。本文首先简要介绍自动售货机的研究现状和发展趋势,结合客户需求和当前无线城市的发展特点,针对现有的自动售货机多数采用GSM或GPRS为无线通信方式,其后期维护管理成本较高的特点,将WiFi技术首次引入自动售货机不仅使得其具有较好的移动性,并可充分利用客户自身网络进行个性化管理。系统硬件采用主从式结构设计,使用具有多主机功能的CAN-bus总线连接主控制板和驱动控制板,并以此为基础实现了销售集群的概念,其中主控制板使用32位的ARM控制器,并集成MDB通信模块和USB Host等模块,在实现了基本的销售功能基础上,提供了基于U-disk或者WiFi销售数据管理功能。由于网络通信的复杂性和自动售货机具有模块多、实时性要求高等特点,采用了实时性好、驱动程序丰富的开源嵌入式可配置操作系统eCos,并在其驱动框架下编写以太网、Flash、USB Host等相关模块驱动程序。通过分析IEEE802.11等通信技术,实现了有线通信和基于WiFi无线网卡的无线通信方式,并为中小型客户提供采用GoAhead嵌入式WEB服务器而实现的远程设置、访问能力,较使用专有软件更加便利。终端控制系统的软件设计开发均采用开源软件,符合当前的发展趋势。最后,对产品进行了功能性测试和总结,结果表明本设计不仅增加了产品网络管理的便利性,而且有效提高了产品的经济效益,有助于自动售货机的进一步推广。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题的提出背景及其研究意义  10-11
  1.2 国内外的研究现状和发展趋势  11-13
  1.3 本文研究的主要内容  13-15
    1.3.1 研究内容  13-15
    1.3.2 主要特色和创新点  15
  1.4 本章小结  15-16
第2章课题相关技术分析  16-30
  2.1 嵌入式操作系统研究  16-18
    2.1.1 嵌入式系统  16
    2.1.2 嵌入式操作系统的选择  16-18
  2.2 嵌入式操作系统ECOS  18-21
    2.2.1 eCos 概述  18-19
    2.2.2 eCos 的中断体系分析  19-20
    2.2.3 eCos 驱动体系分析  20-21
  2.3 LW_OOPC 软件框架  21-25
    2.3.1 LW_OOPC 概述  21-22
    2.3.2 LW_OOPC 框架优化  22-25
  2.4 无线局域网技术  25-29
    2.4.1 IEEE 802.11(WiFi)技术简介  25-28
    2.4.2 IEEE 802.11b物理层  28
    2.4.3 IEEE 802.11b MAC 层  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章自动售货机方案设计  30-41
  3.1 自动售货机设计需求分析  30-33
    3.1.1 需求分析  30
    3.1.2 系统设计  30-33
  3.2 通信接口设计  33-37
    3.2.1 CAN 通信接口设计  33-34
    3.2.2 USB 接口设计  34-35
    3.2.3 以太网通信模块设计  35-37
    3.2.4 WiFi 无线网卡模块  37
  3.3 系统软件设计  37-40
    3.3.1 软件架构设计  37-39
    3.3.2 销售集群的实现  39-40
    3.3.3 开发环境搭建  40
  3.4 本章小结  40-41
第4章无线通信的设计与实现  41-62
  4.1 互联网通信的实现  41-43
    4.1.1 通信应用框架  41-42
    4.1.2 有线通信方式  42
    4.1.3 无线通信方式  42-43
  4.2 无线通信的实现  43-56
    4.2.1 驱动框架设计  43-44
    4.2.2 USB Host 驱动设计  44-49
    4.2.3 USB 数据通信机制设计  49-51
    4.2.4 存储机制设计  51-53
    4.2.5 网卡驱动设计  53-54
    4.2.6 驱动控制线程设计  54-56
  4.3 TCP/IP 协议栈的实现  56-61
    4.3.1 IP 协议栈分析  57
    4.3.2 LwIP 的实现  57-59
    4.3.3 底层接口设计  59-61
  4.4 本章小结  61-62
第5章服务器软件的设计与实现  62-71
  5.1 嵌入式WEB 服务器  62
  5.2 GoAhead 服务器设计与应用  62-67
    5.2.1 访问页面框架设计  63
    5.2.2 Html 语言和表单设计  63-66
    5.2.3 服务器端设计  66-67
  5.3 系统调试和系统测试  67-70
  5.4 本章小结  70-71
第6章总结与展望  71-73
  6.1 总结  71
  6.2 展望  71-73
参考文献  73-76
附录  76-78
致谢  78-79
攻读学位期间参加的科研项目和成果  79

基于eCos的自动售货机无线通信设计与应用

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