發(fā)布時間：2017-10-12 23:12

  本文關鍵詞：基于嵌入式Linux的航行參數(shù)記錄儀的設計

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【摘要】：多年來，海難事故頻發(fā)直困擾著海運業(yè)。要在廣袤的大海中尋找遇難船只并且真實分析、判斷事故的真正原因，必須依靠記錄設備來記錄船舶的運行記錄。在國內外都對船舶VDR的安裝做了強制的規(guī)定，歐洲從2002年開始就規(guī)定必須安裝VDR。因此，開展對VDR的研究就顯得非常重要。 論文工作主要包括如下內容：在理論方面，深入了解了嵌入式Linux的應用特點以及根據(jù)設計需要選取處理器應該考慮的因素。對嵌入式Linux驅動程序、設備驅動程序與內核的接口和字符型設備驅動做了詳盡的研究，結合設計需要并根據(jù)嵌入式數(shù)據(jù)的特點，選取MySQL作為本設計的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，接著對嵌入式以太網(wǎng)技術做了詳盡的分析和理解。硬件設計方面，提出了對本系統(tǒng)的功能要求和系統(tǒng)最終達到的性能指標。設計了基于BCM2835為主控制器的硬件電路，包含各個系統(tǒng)子模塊GPS數(shù)據(jù)采集接口、狀態(tài)參數(shù)采集子系統(tǒng)、溫度采集子系統(tǒng)、雷達圖像采集接口、USB和網(wǎng)絡接口、存儲接口、報警模塊、水下信標和電源的設計。軟件設計方面，詳細探討了嵌入式Linux系統(tǒng)在基于BCM2835主控的移植，嵌入式MySQL數(shù)據(jù)庫在Debian的安裝和配置以及設置Python與MySQL的程序接口，移植USB轉UART的驅動程序，，移植溫度傳感器的線式總線驅動程序。經(jīng)測試驗證，其驅動程序實現(xiàn)了GPS數(shù)據(jù)采集終端與主控制器的通信，測試實現(xiàn)了服務器端與客戶端利用Python語言進行Socket通信，驗證了DS18B20與主控制設備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，驗證完成了采用Python語言調用MySQL的數(shù)據(jù)庫接口入庫和查詢操作。 論文對國內外航行參數(shù)記錄儀現(xiàn)狀進行了研究，針對目前VDR系統(tǒng)中存在的問題，提出了本論文所研究的VDR系統(tǒng)總體設計方案。在解剖了嵌入式Linux技術和字符設備驅動程序設計的基礎上、選取BCM2835芯片作為嵌入式微處理器、MySQL作為嵌入式數(shù)據(jù)庫、TCP/IP協(xié)議作為數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。在此基礎上確定了相應的硬件器件和軟件開發(fā)平臺，確定了通過以太網(wǎng)絡接口接收各種采集數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫中進行最終保存的實現(xiàn)方案，從而為完成航行參數(shù)記錄儀功能中的數(shù)據(jù)采集、處理、編解碼、入庫和提取、系統(tǒng)自身運行狀態(tài)的檢測和告警等功能奠定了基礎。軟件涉及到嵌入式系統(tǒng)Debian的移植、MySQL數(shù)據(jù)庫配置和與Python的連接、移植USB轉UART的驅動程序、移植GPS模塊驅動、移植DS18B20驅動等。 測試表明，理論研究的相關結果基本與實際電路的工作和測試結果相符。本論文的工作為航行參數(shù)記錄儀進步的設計提供了定的參考和借鑒。
【關鍵詞】：嵌入式Linux ARM 嵌入式數(shù)據(jù)庫 Python
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U666.15
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-13
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文主要研究內容12
• 1.4 論文的組織結構12-13
• 第2章 嵌入式系統(tǒng)的研究13-26
• 2.1 嵌入式系統(tǒng)簡介13
• 2.2 嵌入式 Linux 的應用特點13-15
• 2.3 嵌入式硬件平臺的選擇15-17
• 2.3.1 嵌入式硬件選取的因素15-16
• 2.3.2 ARM 微處理器16-17
• 2.3.3 嵌入式硬件的選取17
• 2.4 嵌入式 Linux 驅動程序設計17-21
• 2.4.1 設備驅動程序簡介17-18
• 2.4.2 設備驅動程序與內核的接口18-19
• 2.4.3 字符型設備驅動程序設計19-21
• 2.5 嵌入式數(shù)據(jù)庫研究21-23
• 2.5.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫介紹21-22
• 2.5.2 嵌入式數(shù)據(jù)庫選擇22-23
• 2.6 嵌入式以太網(wǎng)23-26
• 2.6.1 以太網(wǎng)技術及其嵌入式應用23-24
• 2.6.2 嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡協(xié)議模型24-25
• 2.6.3 TCP/IP 協(xié)議25-26
• 第3章 系統(tǒng)的總體設計26-30
• 3.1 功能要求26
• 3.2 系統(tǒng)總體設計26-28
• 3.2.1 硬件總體設計26-27
• 3.2.2 軟件總體設計27-28
• 3.3 性能指標28-30
• 3.3.1 主要性能指標28-29
• 3.3.2 工作條件29
• 3.3.3 記錄29
• 3.3.4 電源29-30
• 第4章 系統(tǒng)的硬件設計30-44
• 4.1 基于 BCM2835 主控的硬件設計30-32
• 4.1.1 BCM2835 的概述30
• 4.1.2 BCM2835 的體系結構30-31
• 4.1.3 硬件電路31-32
• 4.2 子系統(tǒng)硬件設計32-44
• 4.2.1 GPS 數(shù)據(jù)采集接口32-36
• 4.2.2 狀態(tài)參數(shù)采集子系統(tǒng)36
• 4.2.3 溫度采集子系統(tǒng)36-38
• 4.2.4 雷達圖像采集接口38-39
• 4.2.5 USB 和網(wǎng)絡接口39-40
• 4.2.6 存儲接口設計40-41
• 4.2.7 報警模塊41-42
• 4.2.8 水下信標42-43
• 4.2.9 電源43-44
• 第5章 系統(tǒng)的軟件設計44-57
• 5.1 嵌入式系統(tǒng) Debian 的移植44-47
• 5.1.1 Debian 介紹44
• 5.1.2 Debian 的移植44-47
• 5.2 數(shù)據(jù)庫的安裝和配置47-51
• 5.2.1 MySQL 數(shù)據(jù)庫安裝47-48
• 5.2.2 MySQL 數(shù)據(jù)庫配置48-50
• 5.2.3 Python 連接 MySQL50-51
• 5.3 GPS 數(shù)據(jù)采集51-52
• 5.3.1 NMEA-0183 協(xié)議51
• 5.3.2 移植 GPS 模塊驅動51-52
• 5.4 網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)采集52-54
• 5.5 溫度采集54-57
• 5.5.1 時序控制54-56
• 5.5.2 移植 DS18B20 驅動56-57
• 第6章 系統(tǒng)測試驗證57-63
• 6.1 GPS 數(shù)據(jù)采集驗證57-58
• 6.2 socket 通信測試驗證58-59
• 6.3 溫度采集測試驗證59
• 6.4 數(shù)據(jù)庫測試驗證59-63
• 結論63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀學位期間取得學術成果68

【參考文獻】

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本文編號：1021452