文档介绍：广西师范大学
硕士学位论文
基于现场总线的嵌入式远程监控系统的设计与实现
姓名:王晓霄
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:王强
20080401
广西师范大学硕士学位论文
基于现场总线的嵌入式远程监控系统的设计与
实现
研究生姓名:王晓霄导师姓名:王强
学科专业:电路与系统研究方向:嵌入式控制年级:2005 级
摘要
嵌入式系统的发展给控制领域及自动化领域带来了极大的方便。它具有功耗低、性能
稳定、体积小、可操作性强等特点,已广泛应用于各种电器产品、智能化仪表和控制设备
中。的迅速发展,实现了大范围的信息高速传输和资源共享。嵌入式系统与
的结合是当前工业自动化应用领域研究的热点之一。伴随着计算机集成制造系
统的发展和控制系统的日益复杂化的同时,集散式控制系统已逐渐不能满足发展的需求,
而现场总线技术为解决问题提供了途径。基于现场总线技术的嵌入式远程监控系统是信息
网络与控制网络结合的产物,它借助 完成监视与控制任务,将监控范围扩展到
更广的空间,进一步推进了控制技术向网络化、分散化和开放化发展。
作为工业控制中的一个重要应用领域,基于现场总线的远程监控系统通过现场总线技
术将下层设备统一组接入网,嵌入式系统中内嵌了一 Web 服务器,为下层设备的访问提供
了中间环境,上层授权用户只需借助 Web 浏览器就可以实现对现场设备运行状态参量的监
视和远程读写。
本文所设计的系统以 RS-485 总线技术构建底层设备网络,以基于 ARM9TDMI 内核的
S3C2410 嵌入式微处理器作为硬件平台核心,选择遵循 GNU 协议的嵌入式 Linux 操作系统
作为软件平台,选择Boa作为嵌入式Web服务器构建基于现场总线的嵌入式远程监控系统。
嵌入式操作系统的移植是设备端软件开发的第一步,本文首先进行了系统启动引导程
序 BootLoader 的设计,实现系统上电后硬件的初始化及 Linux 内核的启动运行。然后简
要分析 Linux 内核源代码结构并通过对具体的硬件环境进行相应的修改,实现内核向硬件
平台的移植。最后根据本系统硬件配置要求,为系统编写并添加了 RS-485 驱动程序。系
统在进行远程数据的采集与访问时,本文对基于嵌入式 Linux 系统下的串口通信进行了一
定的研究,并着重解决了串口通信中的相关问题。在监控界面的设计中,首先在开发平台
上移植了 Boa 服务器,然后对 Boa 服务器进行相关参数的配置。借助 CGI 技术得到动态数
据,并在 Web 页面上实时地显示出来,实现设备端向监控端连续的数据传输。
最后对系统进行了测试,远程监控端以 IE 浏览器对其进行监测,对整个系统进行功
能验证,结果表明系统运行完好,达到了预期设计目标。成功构建了一个基于 ARM 处理器
和 Linux 操作系统的嵌入式 B/S 模式的远程监控系统。
I
广西师范大学硕士学位论文
关键词:嵌入式系统;现场总线;远程监控;ARM9;S3C2410;Linux;Boa 服务器;CGI
技术;串口通信
II
广西师范大学硕士学位论文
Design and Realization of Embedded Remote
monitoring and Control System Based on FCS
Author: Xiaoxiao Wang; Tutor: Qiang Wang; Specialty: circuit & system;
Research direction: embedded control; Grade: 2005
ABSTRACT
The development of embedded system brings expediency to the industrial control and
automatization fields. It has the treats of low power consumption, less size, strong
maneuverability, and so on. Embedded system is widely used in electronic products, smart
instructments and control equipment. The is rapidly developing, and with it, the high
speed information transmission and resource sharing can