学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ARM的标绘台终端设计与实现

作　者: 顾禹
导　师: 周卫东
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 海图作业标绘台移动终端 ARM 嵌入式Linux Qt
分类号: U675.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

海图作业标绘台是一个将纸海图和计算机控制系统相结合的标绘作业系统，在实际的航海作业中，体现的作用更尤为突出。作为标绘台重要组成的移动终端，它的发展，需适应不断升级的舰船系统需求。正因此，本文深刻研究当前标绘台终端的缺点和不足，现有的标绘终端设备技术作为背景，提出改进方案，重新对其功能、显示效果进行设计，并预留一些拓展的配置，提升移动终端的整体性能，达到模块化、体积小、易扩展、易维护、易使用的设计要求，以达到最终使用的目的。首先，参照标绘台的整体设计需求，根据现有标绘台定标器的原理，提出终端的设计方案，规定终端的性能指标，明确其工作原理。在标绘台系统中，终端系统的总体由移动终端，标绘台信息处理计算机和数字化仪组成。根据现有的标绘台终端需求，当前市场上常用的多种PDA实现技术，参照PDA的原理，为了满足移动终端的高性能指标，系统选用了多种先进的、智能的、广泛的计算机控制技术，如嵌入式处理器，嵌入式操作系统，视图显示设计技术。搭建嵌入式系统，负责通信，信息处理，界面显示，触摸屏和非触摸屏交互，硬件配置，多种外在驱动配置，驱动简单易行，在内核的源码基础上，可随机进行修改、配置，不仅在结构上提高了硬件的简洁性，可配置能力，又提高了海图标绘设备的纸海图数字化能力，进而把握住战场上的作战先机。根据既定的设计方案，参照所需达到的性能指标，给出移动终端的硬件需求参数，选定移动终端的硬件配置，进而以高端的ARM开发板，在PC机上，设置引导程序BootLoader，配置操作系统内核，移植Linux操作系统，根据外围硬件接口配置驱动，编写应用程序代码，配置开发板，对移动终端进行实验开发。我们选定的开发板，对外围硬件有很好的支持，硬件的配置极高，可任意配置，对开发环境要求低，仅需在PC机上安装Linux虚拟机、超级终端，便可对开发板进行配置。开发板的处理器和配置的多种操作系统均与终端需求相似，我们可以模拟真实的硬件水平进行配置、扩展。选定通信接口串口和以太网口之后，随后制订通信协议，引入一些先进技术，如Qt图形界面开发库，后台数据的存储，无线与有线并存的通信方法，应用强大的通信能力，硬件上配置的冗余，串口和以太网通信分类设计确保终端的冗余、可靠和稳定。结合标绘台需要的功能，信息的处理能力，研究软件设计和管理的标准化和工程化，提出应用程序的总体流程图，实现方式，功能配置，在Qt Designer开发工具下，以面向对象的程序设计思想，调用大量封装的Qt类，以及自定义的类，模块化设计。既降低了程序的复杂度，又提高了程序的健壮性。由于本课题的实用性较强，本文将重点放在应用程序的设计方面，突出强调数据处理，界面设计，交互，另外，操作系统移植也是课题实现的重中之重，它的好坏，关系到系统的整体性能。最后，在实验室的环境下，分别对功能和配置进行实现，在PC机上对标绘台移动终端进行模拟功能测试和整体联调，软件达到易配置、易维护、易实现的特点，改进终端系统中存在的不足，以使其具有重要的工程应用价值。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章绪论  11-16
  1.1 移动终端的背景和意义  11-12
  1.2 移动终端的现状  12
  1.3 移动终端常用的微处理器介绍  12-13
  1.4 移动终端常用的嵌入式系统介绍  13-14
  1.5 课题研究的内容和章节安排  14-16
第2章标绘台终端的总体设计  16-26
  2.1 移动终端  16-17
    2.1.1 移动终端的定义  16
    2.1.2 电磁感应定位原理  16-17
  2.2 终端的设计要求和性能指标  17-19
    2.2.1 终端的设计要求  17-18
    2.2.2 终端的性能指标  18-19
  2.3 终端的总体设计及工作原理  19-20
    2.3.1 终端系统的组成  19
    2.3.2 终端的总体设计结构  19-20
    2.3.3 终端的工作原理  20
  2.4 终端的系统选择  20-25
    2.4.1 终端的硬件选择  21-22
    2.4.2 终端的操作系统和开发环境选择  22-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章标绘台终端的相关技术  26-42
  3.1 终端的信息传输协议  26-31
    3.1.1 终端的串口协议  26-28
    3.1.2 终端的以太网通信协议  28-31
  3.2 终端的系统移植的难点  31-33
  3.3 终端的 Qt 图形构架  33-34
  3.4 终端的存储技术  34-35
  3.5 终端触摸屏的原理  35-36
  3.6 终端的 OLED 屏  36-37
  3.7 终端的无线网卡  37-38
  3.8 终端的海图算法  38-41
  3.9 本章小结  41-42
第4章标绘台终端系统的配置  42-55
  4.1 终端的硬件实现  42-44
    4.1.1 系统硬件开发板选择  42-43
    4.1.2 系统硬件的资源配置  43-44
  4.2 终端的 Linux 移植  44-50
    4.2.1 系统的 BootLoader 移植  45-47
    4.2.2 系统的 Linux 内核移植  47-49
    4.2.3 系统的根文件制作  49-50
  4.3 终端的驱动程序开发  50-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章标绘台终端系统的软件实现  55-77
  5.1 终端的软件总体设计  55-59
    5.1.1 系统软件的设计规范  55-58
    5.1.2 系统软件的实现流程  58-59
  5.2 终端的软件实现  59-70
    5.2.1 系统的通信实现  59-63
    5.2.2 系统的显示实现  63-68
    5.2.3 系统的键盘实现  68-70
  5.3 终端的运行结果  70-76
  5.4 本章小结  76-77
结论  77-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  81-82
致谢  82

相似论文

汽车的电动助力转向系统,U463.4
基于ARM的实验机器人控制系统的研制,TP242.6
多线阵CCD视觉测量系统的数据采集与处理,TP274.2
基于ARM的TFT-LCD面板检测设备软件的研究,TN873.93
半导体激光器温度控制系统的研究,TP273
网位仪信号采集与处理平台的设计与实现,S951.2
基于TCP/IP协议的嵌入式图像传输系统接收终端的设计,TP368.1
嵌入式中医经脉理疗仪的研究,R197.39
基于ARM9的智能解说系统的设计与实现,TP391.44
基于嵌入式系统钻孔成像装置的研究,P634.3
偏远地区配电变压器防盗监控系统的设计,TM421
液冷源控制系统的研制,TP273
家庭智能控制终端产品开发研究,TP273.5
基于LabWindows/CVI电梯远程监控系统设计,TP277
基于LPC2478的电梯多媒体系统研制,TP368.1
航模陀螺的设计和飞行控制的实现,V249.1
双电源自动切换系统的设计,TM762
基于嵌入式Web技术的动态应变仪研究与实现,TP368.1
具有远程网管功能的智能光纤收发器的研制,TN253
嵌入式通信管理装置的设计与研究,TP368.1
急性心肌梗死患者QT间期变异性及心率变异性与室性心律失常的相关性分析,R542.22