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面向嵌入式的Watchdog设计与实现

作　者: 陶英轩
导　师: 陈毓华
学　校: 东北师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: Watchdog 基站 CC2420 无线传感器网络(WSNs)
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 47次
引　用: 1次
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内容摘要

随着社会的发展,人们对居住的社区环境要求也越来越智能。为了实现这些要求,需要在社区中架设无线传感器网络,但为了充分发挥无线传感器网络的作用,就必须将传感器网络采集的信息及时、准确地传送到外界,对这些数据进行综合分析、处理,最终得到被监测区域的准确信息;并且也可以对无线传感器网络中的各个节点发出控制命令,实现远程控制操作等。基于对无线传感网络安全问题考虑,本文设计了功能完善的Watchdog系统,主要针对基站的应用。本文内容来自于实际项目,具有较强的实用性。按照嵌入式系统开发的一般流程,首先设计基站的硬件体系结构。主要包括:(1)以ARM9 S3C2410芯片作为基站CPU;(2)采用CS8900A为主控芯片的以太网控制器模块;(3)使基站能透明地无线连接到Internet上的DTU模块;(4)采用CC2420芯片作为基站硬件平台无线传感器网络的通讯模块。在基站硬件完善后,考虑到基站软件程序运行的稳定性,我们引入了Watchdog:在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,就是Watchdog,俗称"看门狗"。知道了Watchdog主要是做什么的,接下来的工作就是然后去实现并应用它。从已往的Watchdog中我们发现无论是硬件Watchdog或是软件Watchdog,都存在着这样或那样的问题,而本文要实现的是把软硬件Watchdog结合起来,互补掉二者的缺点,加上在基站中的应用,从而实现一个混合型的Watchdog系统。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 嵌入式系统  9
  1.2 Watchdog 研究背景  9-10
  1.3 无线传感器网络概述  10-13
    1.3.1 无线传感器网络体系结构  10-12
    1.3.2 无线传感器网络的应用  12-13
  1.4 本文的主要内容与结构安排  13
  1.5 本章小结  13-14
第二章 WATCHDOG 概述  14-23
  2.1 Watchdog 的概念  14
  2.2 Watchdog 存在的意义  14-15
  2.3 Watchdog 的分类  15-16
    2.3.1 硬件 Watchdog  15
    2.3.2 软件 Watchdog  15-16
    2.3.3 软硬件 Watchdog 相对比  16
  2.4 Watchdog 在基站中的工作环境  16-22
    2.4.1 基站简介  16-19
      2.4.1.1 中央处理器  17-18
      2.4.1.2 存储器  18-19
      2.4.1.3 CC2420 无线通信模块  19
      2.4.1.4 CC2420 基本结构  19
    2.4.2 Windows CE 概述  19-22
      2.4.2.1 Windows CE 体系结构  20-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 WATCHDOG 的设计与实现  23-33
  3.1 基站各线程工作原理  23-24
  3.2 基站上Watchdog 的设计理念  24
  3.3 开启53C2410 上的Watchdog  24-26
  3.4 系统层连接硬件Watchdog  26-28
    3.4.1 映射物理内存  26-27
    3.4.2 建立映射关系  27-28
  3.5 主程序部分Watchdog 的实现  28-32
    3.5.1 硬件 Watchdog 启动设置程序  28-29
    3.5.2 主程序部分 Watchdog 实现理念  29-31
      3.5.2.1 主程序的运行流程  29-30
      3.5.2.2 主程序部分 Watchdog 运行机制  30-31
    3.5.3 程序部分的实现  31-32
      3.5.3.1 Watchdog 线程的启动  31
      3.5.3.2 Watchdog 线程的具体实现  31-32
      3.5.3.3 “喂狗  32
  3.6 节点上的 WatchDog  32
  3.7 本章小结  32-33
第四章 WATCHDOG 在基站中的应用  33-37
  4.1 基站中的各线程  33-34
  4.2 Watchdog 负责监测的范围  34-35
  4.3 Watchdog 监测机制  35
  4.4 通讯阻塞的处理  35-36
  4.5 本章小结  36-37
第五章总结与展望  37-38
参考文献  38-39
致谢  39

面向嵌入式的Watchdog设计与实现

内容摘要

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