發(fā)布時間：2022-02-08 12:07

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，越來越多的傳統(tǒng)工控設(shè)備需要接入計算機網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程采集與控制，然而大多數(shù)傳統(tǒng)工控設(shè)備最常用的通信接口是串口，不具備網(wǎng)絡(luò)接口，不能直接接入計算機網(wǎng)絡(luò)。為了解決這些傳統(tǒng)工控設(shè)備不能入網(wǎng)問題，本文設(shè)計了一款輕量級的嵌入式網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，實現(xiàn)了串口協(xié)議與TCP協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)化。首先，本文在深入研究了常用嵌入式操作系統(tǒng)、常用嵌入式TCP/IP協(xié)議棧、常用嵌入式文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了一款以S3C2440（ARM9）微處理器為硬件平臺，以實時操作系統(tǒng)μC/OS-II搭載輕量級TCP/IP協(xié)議棧LwIP和小型嵌入式文件系統(tǒng)FatFS為軟件平臺的輕量級嵌入式網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。其次，本文搭建了嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件平臺，詳細講述了如何在S3C2440上移植μC/OS-II、如何在μC/OS-II上移植LwIP、如何在SD卡上移植FatFS以及如何實現(xiàn)DM9000網(wǎng)卡和SD卡驅(qū)動程序等技術(shù)問題。然后，本文在搭建好的網(wǎng)關(guān)軟件平臺上開發(fā)了相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)軟件，該軟件具有串口讀寫、協(xié)議轉(zhuǎn)換（串口協(xié)議轉(zhuǎn)TCP協(xié)議）、本地數(shù)據(jù)存儲、TCP服務(wù)器等功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控功能。最后，本文對所設(shè)計的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)進行了... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 嵌入式網(wǎng)關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第二章 嵌入式網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)總體設(shè)計及硬件平臺介紹
    2.1 嵌入式網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)介紹
        2.1.1 嵌入式實時操作系統(tǒng)概述
        2.1.2 嵌入式 TCP/IP 協(xié)議棧概述
    2.2 嵌入式網(wǎng)關(guān)架構(gòu)設(shè)計
    2.3 嵌入式網(wǎng)關(guān)硬件平臺介紹
        2.3.1 串口模塊
        2.3.2 網(wǎng)卡模塊
        2.3.3 SD 卡模塊
    2.4 本章小結(jié)
第三章 嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件平臺搭建
    3.1 μC/OS-II 在 S3C2440 上的移植
        3.1.1 os_cpu.h 移植
        3.1.2 os_cpu_c.c 移植
        3.1.3 os_cpu_a.s 移植
    3.2 LwIP 在μC/OS-II 上的移植
        3.2.1 LwIP 操作系統(tǒng)模擬層移植
        3.2.2 LwIP 初始設(shè)置移植
        3.2.3 LwIP 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動移植
    3.3 本章小結(jié)
第四章 SD 卡驅(qū)動開發(fā)及 FatFS 在其上的移植
    4.1 基于 S3C2440 的 SD 卡驅(qū)動開發(fā)
        4.1.1 SD 卡物理接口和訪問模式
        4.1.2 S3C2440 內(nèi)部 SD 卡控制器 SDI 介紹
        4.1.3 SD 卡主機驅(qū)動程序設(shè)計
    4.2 FatFS 概述及移植
        4.2.1 FatFS 概述
        4.2.2 FatFS 在 SD 卡上的移植
    4.3 本章小結(jié)
第五章 嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 串口收發(fā)模塊
    5.2 協(xié)議棧換模塊
    5.3 SD 卡文件讀寫模塊
    5.4 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器模塊
    5.5 本章小結(jié)
第六章 嵌入式網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)測試
    6.1 網(wǎng)關(guān)軟件系統(tǒng)大小測試
    6.2 μC/OS-II 移植測試
    6.3 LwIP 移植測試
    6.4 網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)化測試
    6.5 網(wǎng)關(guān)性能測試
        6.5.1 網(wǎng)關(guān) MTU 測試
        6.5.2 網(wǎng)關(guān)丟包率測試
    6.6 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)本地存儲測試
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
在讀期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FatFs文件系統(tǒng)的SD卡存儲器設(shè)計[J]. 李世奇,董浩斌,李榮生.  測控技術(shù). 2011(12)
[2]FatFs在32位微控制器STM32上的移植[J]. 張濤,左謹平,馬華玲.  電子技術(shù). 2010(03)
[3]嵌入式多串口到以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 丁璐,胡永紅,姚通.  測控技術(shù). 2009(12)
[4]基于LWIP的嵌入式串口服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 肖利平.  電子科技. 2009(05)
[5]嵌入式TCPIP協(xié)議棧LWIP在ARM平臺上的移植與應(yīng)用[J]. 孔棟,鄭建宏.  通信技術(shù). 2008(06)
[6]嵌入式TCP/IP協(xié)議棧LWIP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)探索與研究[J]. 孫樂鳴,江來,代鑫.  電子元器件應(yīng)用. 2008(03)
[7]嵌入式TCP/IP協(xié)議棧LWIP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)探索與研究[J]. 孫樂鳴,江來,代鑫.  電子元器件應(yīng)用. 2008 (03)
[8]基于TCP/IP協(xié)議的串口網(wǎng)關(guān)實時性的建模與分析[J]. 佘小莉,唐禎敏.  計算機工程與設(shè)計. 2007(21)
[9]基于uC/OS+LwIP的網(wǎng)口轉(zhuǎn)串口模塊的實現(xiàn)[J]. 龍海南,梁朝博.  電力自動化設(shè)備. 2007(08)
[10]一種新的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的研究與實現(xiàn)[J]. 龍鵬飛,宮蓉蓉.  微計算機應(yīng)用. 2007(04)

碩士論文
[1]基于多異構(gòu)協(xié)議的嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 郭基偉.大連理工大學 2011
[2]基于ARM7的嵌入式μC/TCP-IP協(xié)議棧的研究與實現(xiàn)[D]. 李佳旭.西安電子科技大學 2010
[3]基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式web服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 高昆.西安電子科技大學 2009
[4]TCP/IP協(xié)議棧的輕量級多線程實現(xiàn)[D]. 杜敏.復(fù)旦大學 2009
[5]基于ARM的LwIP協(xié)議棧研究與移植[D]. 董向陽.哈爾濱理工大學 2009
[6]嵌入式WEB發(fā)布平臺在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實現(xiàn)[D]. 高強.西南交通大學 2008
[7]嵌入式系統(tǒng)初始引導(dǎo)技術(shù)研究[D]. 袁偉杰.華中科技大學 2008
[8]基于ARM9的嵌入式網(wǎng)關(guān)的設(shè)計[D]. 曹卓.大連海事大學 2008
[9]基于μC/OSⅡ的嵌入式操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與改進[D]. 王勁松.北京郵電大學 2008
[10]嵌入式操作系統(tǒng)通用硬件抽象層設(shè)計研究[D]. 簡巖.貴州大學 2007



本文編號：3615040