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基于ARM9和Linux的一体化RTU的设计

作　者: 王政
导　师: 孙万蓉
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: ARM9 Linux 物联网一体化 RTU
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着嵌入式和物联网技术的发展，RTU被广泛应用于油田管理。为了解决目前RTU设计单一、使用不灵活且处理能力较差的问题，本文介绍了一种基于ARM9和Linux的一体化RTU的设计。通过对油井远程监控系统的研究，根据现场应用需求，本文介绍了一种一体化RTU的设计。该RTU可以灵活配置，能够满足不同场合的应用需求。该RTU采用ARM9作为主控处理器，运行Linux操作系统，具有强大的控制能力，较大的存储容量，并且可兼容多种通讯协议。本文介绍了一体化RTU的硬件设计，包括RTU核心板和RTU主板的设计，分别设计了存储器模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、RS232模块、Zigbee模块、RS485模块、以太网模块和EEPROM与测温模块。随后，本文介绍了嵌入式Linux内核的移植，IIC、SPI、Modbus、Nand Flash和以太网芯片驱动程序的移植，以及底层软件的设计。最后，本文对各功能模块进行了测试，证明本文设计的RTU工作稳定可靠。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题的背景及意义  7-8
  1.2 物联网技术在油井远程监控系统中的应用  8-9
  1.3 论文的研究工作及结构  9-11
第二章油井远程监控系统整体架构及一体化 RTU设计方案  11-15
  2.1 油井远程监控系统整体架构  11-12
  2.2 一体化RTU功能及设计方案  12-13
  2.3 一体化RTU的主控处理器  13-15
第三章一体化RTU的硬件设计  15-33
  3.1 一体化RTU整体硬件设计及实现  15-16
  3.2 一体化RTU核心板的电路设计  16-19
    3.2.1 S3C2440A的最小系统  16
    3.2.2 RTU核心板的存储器模块  16-19
  3.3 一体化RTU主板的电路设计  19-33
    3.3.1 多电源和隔离设计  19-22
    3.3.2 数字量输入模块和数字量输出模块设计  22-23
    3.3.3 模拟量输入模块设计  23-25
    3.3.4 RS232模块、Zigbee模块和RS485模块设计  25-29
    3.3.5 以太网模块设计  29-30
    3.3.6 EEPROM与测温模块设计  30-33
第四章嵌入式操作系统Linux的分析与移植  33-43
  4.1 Linux概述  33-35
  4.2 搭建嵌入式Linux开发环境  35-37
    4.2.1 嵌入式Linux开发环境  35-36
    4.2.2 交叉开发的实现  36-37
  4.3 Bootloader简介及移植  37-39
    4.3.1 Bootloader简介  37
    4.3.2 Bootloader的移植  37-39
  4.4 Linux内核的移植  39-43
    4.4.1 Linux内核移植的硬件平台要求  39
    4.4.2 Linux内核的移植  39-43
第五章一体化RTU的底层软件设计  43-59
  5.1 嵌入式Linux文件系统的构建  43-47
    5.1.1 BusyBox的编译与安装  43-45
    5.1.2 嵌入式Linux文件系统的构建  45-47
  5.2 嵌入式Linux中相关驱动的移植  47-51
    5.2.1 IIC驱动的移植  47
    5.2.2 SPI驱动的移植  47-48
    5.2.3 Modbus驱动的实现  48-50
    5.2.4 Nand Flash驱动的移植  50
    5.2.5 DM9000驱动的实现  50-51
  5.3 一体化RTU的底层软件设计  51-55
    5.3.1 底层软件的整体架构  52-53
    5.3.2 RTU主站软件设计  53
    5.3.3 RTU从站软件设计  53-55
  5.4 一体化RTU的功能测试  55-59
第六章总结  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-66
研究成果  66-67

基于ARM9和Linux的一体化RTU的设计

内容摘要

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