隨著我國煤礦工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)礦難事故的控制也越來越規(guī)范化和智能化。當(dāng)煤礦事故發(fā)生后,礦難現(xiàn)場的環(huán)境對(duì)搶險(xiǎn)救災(zāi)的工作人員依然存在巨大的生命安全隱患。因此,開發(fā)出具有能夠有效采集礦難現(xiàn)場環(huán)境信息的智能礦用救援機(jī)器人,為在一線的搜救隊(duì)員提供有力的安全保證具有重要意義。本文依托于中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司的ZRK礦用救援機(jī)器人項(xiàng)目進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該軟件系統(tǒng)以課題組設(shè)計(jì)的基于Cortex-A8的功能電路為硬件基礎(chǔ),并選用Android操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺(tái),對(duì)其視音頻采集、串口通信、紅外輔助照明控制和操作系統(tǒng)等模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了礦用救援機(jī)器人的視音頻采集與傳輸、串口通信、串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口通信、紅外輔助照明控制和操作系統(tǒng)等功能。采集模塊通過修改和移植底層的驅(qū)動(dòng),調(diào)用基于Android的視音頻接口類函數(shù),并采用以RTP/UDP作為網(wǎng)絡(luò)傳輸單元的實(shí)時(shí)傳輸方式,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了視音頻的采集、壓縮和傳輸?shù)裙δ�。通信模塊通過調(diào)用內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層所提供的接口,完成基于Android的JNI串口接口的設(shè)計(jì),并在串口接收端采用基于流式的Socket通信模型,實(shí)現(xiàn)了 Android的串口通信和串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口通... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Linux內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)透視圖

2相關(guān)技術(shù)研究11圖2.2VFS的交換層網(wǎng)絡(luò)堆棧(NetworkStack)：網(wǎng)絡(luò)堆棧在設(shè)計(jì)上主要遵循分層體系結(jié)構(gòu)，為各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的通信提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)用接口。在socket層提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的方法來管理從原始幀訪問到IP協(xié)議的數(shù)據(jù)處理連接，并在各個(gè)連接的終點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。其中網(wǎng)絡(luò)堆棧的源代碼在目錄./linux/net中。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(DeviceDrivers)：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序系統(tǒng)中內(nèi)核的重要組成部分，主要實(shí)現(xiàn)特定硬件設(shè)備的執(zhí)行與運(yùn)轉(zhuǎn)。在Linux的源碼樹中提供了一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序的子目錄，該目錄詳細(xì)的劃分了所支持的各種設(shè)備。其中源代碼可以在目錄./linux/drivers中找到。體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼(Arch)：為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更高效率的操作，Linux系統(tǒng)需要充分發(fā)揮不同體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，在內(nèi)核源代碼目錄/linux/arch中定義了與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分。由于Android內(nèi)核的基礎(chǔ)是Linux內(nèi)核，所以繼承了Linux內(nèi)核的諸多優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)把全部的驅(qū)動(dòng)視為設(shè)備文件，對(duì)驅(qū)動(dòng)的操作就是對(duì)這些文件的操作，從而操作底層硬件也即操作這些設(shè)備文件[16]。Android系統(tǒng)的應(yīng)用層通過調(diào)用Linux文件系統(tǒng)中不同的設(shè)備文件接口來進(jìn)行相關(guān)硬件的讀/寫操作。Linux系統(tǒng)的設(shè)備文件一般分為字符設(shè)備文件、塊設(shè)備文件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備文件三大類，下面對(duì)其分析與介紹：字符設(shè)備：字符設(shè)備的數(shù)據(jù)訪問方式是通過字節(jié)流的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問的，從一些字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序中就能清楚看出這種字節(jié)流的特性來。字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序通常要同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)open()、read()、write()和ioctl()的多個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。這些字符設(shè)備都可以通過系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行訪問，和普通文件之間的最大差別在于對(duì)普通文件設(shè)備的訪問可以直接移動(dòng)到需要訪問的位置，而大多數(shù)字符文件設(shè)備幾乎只能按照順序訪問里面的數(shù)據(jù)。對(duì)一個(gè)設(shè)備的讀/寫只能按一個(gè)順序、按?

朔眩??貝嬖詿?氳陌踩??入問題，容易造成系統(tǒng)崩潰。libhardware架構(gòu)中HAL層使用的是HALStub模式，Stub以動(dòng)態(tài)鏈接庫的方式存在。就操作而言，HAL層實(shí)現(xiàn)對(duì)庫的隱藏。Android對(duì)系統(tǒng)控制的HAL層包含很多的Stub，它采用統(tǒng)一的硬件調(diào)用控制方式對(duì)底層硬件進(jìn)行控制操作。上層在HAL層首先調(diào)用Stub的函數(shù)，然后再回調(diào)這些操作控制函數(shù)。通過這樣的操作模式，來實(shí)現(xiàn)各個(gè)接口功能的統(tǒng)一，而且各自的Stub相互獨(dú)立，只需要提供模塊設(shè)備ID，就能對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作控制。如圖2.3和圖2.4所示，直觀展示出了舊架構(gòu)和新架構(gòu)的不同之處。圖2.3libhardware_legacyHAL層架構(gòu)圖2.4libhardwareHAL層架構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中視頻采集模塊設(shè)計(jì)[D]. 李秀秀.河北科技大學(xué) 2016
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[5]Android系統(tǒng)分析與開發(fā)[D]. 李家科.蘭州交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3542251