碩士論文 基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡報警系統(tǒng)研究

64頁共計34779字

摘 要
由于生活、生產(chǎn)的需要及通迅技術(shù)的發(fā)展，報警產(chǎn)品已由簡單嵌入式報警裝置發(fā)展至網(wǎng)絡報警系統(tǒng)，其中包括通過電話網(wǎng)絡的有線報警系統(tǒng)和通過無線發(fā)射的無線報警系統(tǒng)。隨著寬帶的普及和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)絡的嵌入式網(wǎng)絡報警系統(tǒng)由于具有傳送信息量大、可實時遠程監(jiān)控等優(yōu)點，正逐漸成為網(wǎng)絡報警發(fā)展的新方向。
本論文的研究課題正是在此背景下提出，開展的工作主要體現(xiàn)在三個方面：嵌入式系統(tǒng)、嵌入式實時操作系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡系統(tǒng)。
首先，本文通過對網(wǎng)絡報警系統(tǒng)發(fā)展過程的探討，引出嵌入式技術(shù)的最新發(fā)展方向：嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式網(wǎng)絡系統(tǒng)。
其次，對基于以太網(wǎng)的嵌入式報警系統(tǒng)進行分析，簡單分析了硬件部分的各組成部件，詳細分析了軟件部分的實時操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡互聯(lián)系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，最后給出了整個系統(tǒng)的框架。
接著，在系統(tǒng)的實現(xiàn)時，對硬件部分只作了簡單的介紹，著重點放在軟件部分的嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ和嵌入式網(wǎng)絡互聯(lián)之上。在詳細分析了μC/OS-Ⅱ工作原理的基礎上，首先定制和裁剪出合適的μC/OS-Ⅱ內(nèi)核，并實現(xiàn)其在ARM工作平臺上的移植，再設計實現(xiàn)了符合本系統(tǒng)實際情況的多任務應用系統(tǒng)；在實現(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡互聯(lián)時，首先分析其關(guān)鍵技術(shù)――TCP/IP協(xié)議，并針對本系統(tǒng)的工作特點，從中篩選出了一套精簡、實用的利用UDP協(xié)議進行傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議族，并根據(jù)各協(xié)議的格式，按照網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流經(jīng)的協(xié)議層，自下而上逐層進行編程實現(xiàn)；針對UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)時不能確保數(shù)據(jù)的準確到達，在傳輸雙方的應用層設計了一種數(shù)據(jù)收發(fā)的確認機制，以彌補UDP協(xié)議的缺陷；另外，還設計了一套服務器端軟件系統(tǒng)，包括用戶基于UDP協(xié)議訪問、控制客戶端的UdpServer和基于瀏覽器查詢客戶端的WebServer。
最后，指出本論文的研究意義，同時分析論文的不足之處和其所具有的較為廣闊的擴展應用方向。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章　緒　論 1
1.1網(wǎng)絡報警現(xiàn)狀 1
1.2網(wǎng)絡報警發(fā)展趨勢 2
1.3嵌入式Internet報警技術(shù)的研究意義 3
第二章　以太網(wǎng)絡報警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析 4
2.1嵌入式Internet系統(tǒng)概述 4
2.2 網(wǎng)絡報警硬件系統(tǒng)分析 5
2.3 網(wǎng)絡報警軟件系統(tǒng)分析 6
第三章 硬件系統(tǒng) 8
3.1硬件系統(tǒng)構(gòu)架 8
3.2 硬件系統(tǒng)核心ARM處理器S3C44B0X 9
3.2.1　ARM結(jié)構(gòu)微處理器特點 9
3.2.2 ARM微處理器RISC體系結(jié)構(gòu) 9
3.2.3　ARM處理器工作模式 10
3.2.4　S3C44B0X 特點 10
3.3 硬件系統(tǒng)主要接口芯片 11
第四章 嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植與應用 13
4.1嵌入式操作系統(tǒng)標準 13
4.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ簡介 13
4.2.1 μC/OS-Ⅱ任務管理 14
4.2.2 μC/OS-Ⅱ時間管理 14
4.2.3 μC/OS-Ⅱ任務之間通信與同步 15
4.2.4 μC/OS-Ⅱ內(nèi)存管理 16
4.3 μC/OS-Ⅱ的移植 17
4.3.1μc/os-ІІ移植中的問題 17
4.3.2 μc/os-ІІ移植中問題的處理 17
4.3.3 μc/os-ІІ移植后的應用 21
第五章 網(wǎng)絡互聯(lián)的TCP/IP協(xié)議實現(xiàn) 23
5.1 協(xié)議的分析與選擇 23
5.1.1 鏈路層協(xié)議的選擇 23
5.1.2 網(wǎng)絡層協(xié)議的選擇 24
5.1.3 傳輸層協(xié)議的選擇 25
5.1.4 整體選擇方案確定 26
5.2　TCP/IP協(xié)議的框架設計 27
5.3　鏈路層協(xié)議的實現(xiàn) 30
5.3.1 ARP協(xié)議概述 30
5.3.2 ARP協(xié)議編程實現(xiàn) 33
5.4 網(wǎng)絡層協(xié)議的實現(xiàn) 34
5.4.1 網(wǎng)絡層協(xié)議概述 35
5.4.2 網(wǎng)絡層各協(xié)議的實現(xiàn) 38
5.5 傳輸層協(xié)議的實現(xiàn) 40
5.5.1 UDP協(xié)議概述 40
5.5.2 UDP的實現(xiàn) 42
第六章 服務器端軟件 44
6.1服務器端總體構(gòu)架 44
6.2 UdpServer設計 44
6.3 WebServer 設計 47
第七章 結(jié)束語 50
致 謝 52
參 考 文 獻 53
附錄 57
關(guān)鍵字： 嵌入式系統(tǒng), 網(wǎng)絡報警系統(tǒng), 實時操作系統(tǒng)(RTOS) , 嵌入式網(wǎng)絡技術(shù)　TCP/IP協(xié)議
參 考 文 獻
[10]. 宗小平(1999).網(wǎng)絡報警系統(tǒng).《計算機應用》.1999(8):12-14.
[11]. 王曉華(1998).—微機控制DTMF多功能電話報捷系統(tǒng).《華北電力學院學報》.1998(5):27-30.
[12]. 唐桃波,陳玉林(2003).基于AT89C51的智能無線安防報警器.《電子設計應用》.2003(6).
[13]. 雷旭,何萬強(2003).新型家用防盜報警系統(tǒng).《現(xiàn)代電子技術(shù)》2003(4):82-84.
[14]. 劉岫嶺,常國祥，姜志成(2003).一種新型網(wǎng)絡報警系統(tǒng)的設計.《煤炭技術(shù)》.22(4)：87-88.
[15]. 張曉林(2002).基于電話網(wǎng)絡的遠程報警裝置.《信息技術(shù)》.2002(1):32-33.
[16]. 張恩宜,韓紀廣(2002).利用電話網(wǎng)絡實現(xiàn)多點異地報警.《山東電子》.2002(1)：40-42.
[17]. 方振漢，嚴萍(2002).基于RF401集成電路芯片住宅小區(qū)無線呼叫報警系統(tǒng)的設計.《中國計量學院學報》.13(1):72-76.
[18]. 曹立進,高敦堂,都思丹,孫宗琪(2000).家用自動電話報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).《微處理機》3：30-33.
[19]. 黃蕊,黃銳(2000).一種基于有線電話的計算機報警網(wǎng)絡.《微型電腦應用》.18(10):29-31.
[20]. 朱林生,任德官(2001).一種居民住宅綜合報警系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu).《電子產(chǎn)品世界》.2001(5):48-49.
[27]. 李潤知,岳儉,李陽陽(2003).基于Web的嵌入式網(wǎng)絡管理系統(tǒng).《計算機應用》.23(6):95-97.
[28]. 李恒超,張家樹(2003).基于嵌入式Web的遠程監(jiān)控研究.《西南交通大學學報》.38(3):263-266.
[29]. 張毅,趙國鋒(2002).嵌入式Internet的幾種接入方式比較. 《重慶郵電學院學報》.14(4):83-86.
[30]. 朱文凱,何嶺松(2002).基于Internet的嵌入式Web傳感器.《傳感器技術(shù)》.2002(8):1-4
[32]. BurtonHLee(1998).Embedded internet system. IEEE Internet Computing. 14(2):24-29.
[33]. Hui S.C. ,Wang F. (2003).Remote Video Monitoring Over the WWW .Multimedia Tools and Applications .21(2):173-195
[34]. (美)Jean J.Labrosse著,袁勤勇,黃紹金,唐菁等譯(2002).嵌入式系統(tǒng)構(gòu)件.機械工業(yè)出版社。
[35]. 許海燕,付炎主編(2002).嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應用.北京：機械工業(yè)出版社。
[36]. 李紅衛(wèi),李翠萍(2002).嵌入式軟件的調(diào)試技術(shù).《計算機時代》.2002(8):3-4.
[37]. Vercauteren Steven,Lin Bill(1997).Hardware/Software Communication and system Integration for embedded Architectures.Design Automation for Embedded Systems.2(3):359-382.
[38]. Winkelmann Klaus(2001).Formal Methods in Designing Embedded systems—the SACRES Experience .Formal Methods in system Design .19(1):81-110