【摘要】： IT技術(shù)的飛速發(fā)展把人們帶進(jìn)了后PC(Post-PC)時(shí)代,與Internet相結(jié)合的、便攜的、實(shí)時(shí)嵌入式信息處理設(shè)備將飽受人們的青睞。嵌入式系統(tǒng)與Internet完美結(jié)合,可以方便、低廉地將信息傳送到世界任何一個(gè)地方。 論文的主題是研究一種具有專(zhuān)用經(jīng)濟(jì)性、簡(jiǎn)潔高可靠性的網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)。該系統(tǒng)與Internet無(wú)縫連接可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,帶有高性能的溫濕度傳感器能夠采集數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)傳送。結(jié)合NAT局域網(wǎng)洞穿技術(shù)以及客戶(hù)端應(yīng)用程序使該系統(tǒng)具有便捷實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。論文按照自底向上的順序來(lái)闡述本課題的研究過(guò)程。 首先論文描述了本嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。硬件設(shè)備的主處理器采用Microchip公司高性能的單片機(jī)PIC18F2455,外圍擴(kuò)展的設(shè)備有以太網(wǎng)控制器ENC28J60和溫濕度傳感器SHT75等,同時(shí)研究和實(shí)現(xiàn)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序,使它們構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體。 然后研究的重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。為了高效地工作,結(jié)合處理器的特性,所有實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧的語(yǔ)言都是單片機(jī)的匯編語(yǔ)言。研究的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧包括802.3以太網(wǎng)協(xié)議,ARP地址解析協(xié)議,IP網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和UDP傳輸層協(xié)議。其中對(duì)ARP地址緩沖表創(chuàng)新地采用仿LRC算法來(lái)管理,而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)上不同的數(shù)據(jù)流采用了智能化過(guò)濾等處理。 再者本課題的研究難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)本嵌入式設(shè)備與局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)進(jìn)行通訊的NAT洞穿技術(shù)。通過(guò)具有固定IP地址和控制軟件的服務(wù)器平臺(tái),本嵌入式設(shè)備能實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)洞穿技術(shù)。 最后設(shè)計(jì)了合理實(shí)用的應(yīng)用層簡(jiǎn)單協(xié)議和PC機(jī)客戶(hù)端軟件,精心構(gòu)建了合理的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,進(jìn)行了多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)驗(yàn),包括同網(wǎng)段內(nèi)和跨網(wǎng)關(guān)通訊。實(shí)驗(yàn)證明本網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)工作穩(wěn)定,性能優(yōu)異。
【圖文】：

碩士學(xué)位論文訊實(shí)驗(yàn)。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，，高效實(shí)用。遠(yuǎn)程監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1一1所示:應(yīng)用層一核‘。層蘸黝擎耀{巍剔翼黔{黔霎攀象黯罵一一一前后臺(tái)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)協(xié) 1NAT穿透驅(qū)動(dòng)層硬件(Hardware)圖1一1遠(yuǎn)程監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu).3論文的組織與內(nèi)容論文是以遠(yuǎn)程監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)為主題來(lái)闡述，為了更好地組織本文，做到講解有序，重點(diǎn)突出，按本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)采用了自底向上的描述順序。論文的章節(jié)組織如下:第一章描述了嵌入式設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的意義，分析了幾種接入Intemet的方法;重點(diǎn)講解本課題所采用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從硬件設(shè)計(jì)到軟件實(shí)現(xiàn)都包含著創(chuàng)新和挑戰(zhàn)。第二章首先描述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)圖，然后講解用軟件實(shí)現(xiàn)主處理器與外設(shè)通訊的驅(qū)動(dòng)程序，包括SPI和類(lèi)IZC的總線

對(duì)一個(gè)處理器的軟件設(shè)計(jì)主要考慮的兩點(diǎn)是:數(shù)據(jù)尋址和中斷處理。熟練地掌握處理器的體系結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)高質(zhì)量程序的前提， PIC18F2455的單片機(jī)是基于哈佛結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，如圖2一2所示，它的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開(kāi)的，再加上它獨(dú)特的中斷處理系統(tǒng)就構(gòu)成了本小節(jié)討論的重點(diǎn)l川。程序存儲(chǔ)器圖2一2“哈佛”結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(l)程序存儲(chǔ)器的合理利用 PIC18F2455具有24KB的閃存存儲(chǔ)器，能夠存儲(chǔ)多達(dá) 12，288條指令。它的程序存儲(chǔ)器容量比較大，在程序設(shè)計(jì)中可以考慮創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和查找表l’2]。查找表可以很方便地存儲(chǔ)常量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)它的方法有兩種，計(jì)算GOTO和表讀/寫(xiě)。計(jì)算GOTO是通過(guò)向程序計(jì)數(shù)器加一個(gè)偏移量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用表讀和表寫(xiě)，每個(gè)程序字可以存儲(chǔ)2個(gè)字節(jié)的查找表數(shù)據(jù)。表指針寄存器 (TBLPTR)指定字節(jié)地址
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TP368.11

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 于強(qiáng);;基于MIcrochip PIC24F單片機(jī)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路軟硬件設(shè)計(jì)[J];電子世界;2012年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 秦芹;基于NRF905的無(wú)線糧倉(cāng)溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

2 馬森;基于DSP技術(shù)的數(shù)字漏水檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2692425