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具有无线网络的嵌入式现场控制器设计

作　者: 崔航
导　师: 李双全
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 无线网络现场控制器嵌入式Linux S3C2440
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着嵌入式系统技术的发展,嵌入式系统已经广泛的应用于消费、电子、科研、军事和医疗卫生等领域,并且还在不断的发展与延伸。嵌入式系统是软、硬件相结合的应用系统。在硬件方面,目前以ARM构架的嵌入式系统的应用最为广泛,最具有发展前景。在软件方面,则是种类繁多,各有特点,而嵌入式Linux操作系统非常适合应用到具有MMU内存管理单元的ARM硬件平台之中。网络技术的发展已经成为社会发展的重要部分,把网络技术融入到嵌入式系统技术中,已经成为嵌入式系统技术发展的趋势。基于以上背景,本文设计了一种具有具有无线网络的嵌入式现场控制器。在本文设计的具有无线网络的嵌入式现场控制器中,采用以ARM9处理器S3C2440为核心的硬件平台,同时以嵌入式Linux操作系统为控制器的软件平台。针对现场控制器的功能需要,在硬件设计上,设计了模拟量输入/输出接口电路,USB接口电路,LCD接口电路,串口电路;在软件设计上,采用嵌入式Linux操作系统,研究了系统引导程序的移植,实现了Linux系统内核的安装、编译和配置,以及根文件系统的移植,开发了ADC设备和模拟量输出设备的驱动程序,研究了USB无线网卡驱动的移植,实现了Qtopia向现场控制器中的移植。最后,在Qtopia嵌入式图形开发环境下,实现了控制器的应用程序的界面设计以及A/D、D/A和无线网络的C++程序设计,实现了具有无线网络的嵌入式现场控制器的软硬件设计。经过测试,具有无线网络的嵌入式现场控制器运行稳定,各项功能基本实现。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究的目的及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 主要研究内容  13-14
第2章现场控制器的硬件电路设计  14-21
  2.1 硬件系统设计方案  14
  2.2 系统核心板简介  14-15
  2.3 系统A/D 转换接口电路  15-16
  2.4 模拟量输出接口电路  16-18
  2.5 系统USB HOST 接口电路  18-19
  2.6 系统LCD 接口电路  19-20
  2.7 串口电路  20
  2.8 本章小结  20-21
第3章嵌入式系统开发环境构建  21-35
  3.1 嵌入式Linux 特点及软件构成  21-22
  3.2 系统引导程序的移植  22-23
  3.3 移植嵌入式Linux 内核  23-26
    3.3.1 Linux 内核概述及结构分析  23-24
    3.3.2 安装、编译和配置内核  24-26
  3.4 根文件系统的移植  26-27
    3.4.1 busybox 的安装、配置和编译  26-27
    3.4.2 制作YAFFS2 文件系统  27
  3.5 Linux 设备驱动程序的移植  27-31
    3.5.1 ADC 设备驱动的移植  28-29
    3.5.2 模拟量输出设备驱动的移植  29-30
    3.5.3 USB 无线网卡的驱动移植  30-31
  3.6 Qtopia 2.2.0 在Linux 下的移植  31-34
    3.6.1 Qt 介绍及特点分析  31
    3.6.2 Qt 的信号和槽  31-32
    3.6.3 编译Qtopia2.2.0  32-33
    3.6.4 构建带Qtopia 2.2.0 的文件系统  33-34
  3.7 本章小结  34-35
第4章基于Qtopia 2.2.0 的应用程序设计  35-50
  4.1 通过Qt desinger 设计GUI  35-38
  4.2 基于Qtopia 的嵌入式现场控制器程序设计  38-49
    4.2.1 现场控制器的实现功能  39
    4.2.2 现场控制器软件的总体设计  39-40
    4.2.3 网络功能及Qtopia 2.2.0 多线程的实现  40-43
    4.2.4 绘制实时曲线  43-46
    4.2.5 模拟量输入/输出编程  46-49
  4.3 ARM 平台程序的移植  49
  4.4 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-54
攻读硕士学位期间发表的学术论文  54-55
致谢  55

具有无线网络的嵌入式现场控制器设计

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