基于嵌入式internet的家电控制系统设计

基于嵌入式Internet的家电控制系统设计作者：陈风帆学位授予单位：郑州大学相似文献(10条)1.学位论文高明基于嵌入式Internet的串口—以太网协议转换系统的设计与实现2003在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,将以太网技术应用到工业控制、信息家电等领域,可以达到降低成本、简化结构等成效.而嵌入式系统以其体积小、功能多、支持以太网技术等优点,成为多种领域中的新热点.但是现在大多数的嵌入式设备所采用的通讯方式还是基于局部总线的形式,这种通讯方式已经逐渐不能满足对于数据远程传输的需求,而TCP/IP协议栈的引入可以使嵌入式系统方便的接入Internet.将嵌入式技术与Internet技术相结合将成为一种发展趋势,既可以简化系统结构又可以达到降低系统成本的目的.该文所介绍的协议转换系统以嵌入式系统为核心,以Internet为基础,利用其串行接口与其他需接入网络的设备的底层I/O节点相连,上层则直接接入局域网,允许授权的用户在局域网上任意一点应用浏览器或自定义的应用访问该系统,以实现对下层设备的监视和控制.该系统在楼宇自动化、工业底层网络、信息家电等场合有着广泛的应用前景.该文首先从嵌入式Internet发展现状入手,分析了实施该课题的必要性、重要性和可行性,提出了课题的实现目标.其次,描述了在8位微控制器上面实现TCP/IP协议栈的过程,并对协议栈进行适当的裁剪,实现了TCP/IP协议栈中的数据链路层驱动和ARP、IP、ICMP、UDP、TCP、HTTP一系列协议,详细解析了各层协议的实现过程、硬件接口技术及程序调度流程,其中,重点讨论了以太网控制器RTL8019AS的应用、ARP缓存表的设置及TCP协议的实现,给出了具体的实现方案及运行结果,达到了系统的预定目标.最后,给出了对系统的客观、全面的评价,并对进一步改进提出了建议.2.学位论文胡士毅嵌入式Internet技术在以太网远程抄表中的应用2003传统的远程抄表网络一般采用CAN、RS-232、RS-485等总线组网,其网络的有效半径比较有限,有关的通信协议也比较少,并且一般是孤立于Internet以外的.嵌入式Internet技术(即单片机网络智能化技术)的出现和发展,给传统的远程抄表技术带来了新的革命.该课题采用嵌入式技术开发出了一种低成本的以太网远程抄表系统,它采集的抄表数据能够通过以太网远传至Internet上的抄表主机.论文主要论述了网络采集器的开发以及抄表软件的设计.该课题的方案中充分考虑了远程抄表系统实时性要求不高、数据量小的特点,系统的软硬件全部自主开发,没有采用第三方的嵌入式Intetnet开发工具和平台.在满足用户需求的基础上,极大地降低了系统的成本.3.期刊论文王峰.张宏伟.秦霆镐.王建嵌入式Internet技术及其实现方案-微计算机信息(测控仪表自动化)2003,(12)嵌入式Internet技术在各行业中应用日益广泛,文章介绍了嵌入式Internet技术的原理和几种实现方案.并讨论了嵌入式TCP/IP协议的原理及在嵌入式系统中实现TCP/IP的问题,最终提出了一种嵌入式网关的应用实例,实现了单片机通过以太网联接Internet的目的.4.学位论文张新灵基于RTEMS的嵌入式Internet技术的研究与实现2003随着Internet的发展,越来越多的嵌入式产品能够连入互联网.通过为现有嵌入式系统增加Internet接入能力来扩展其功能,这就产生了嵌入式Internet技术.嵌入式Internet技术涉及的两个关键问题即传送信息的介质和采用的协议.最常用的连接模式是以太网通信介质的有线连接与TCP/IP协议.以太网协议已经成为事实上最常用的网络标准之一.但是,基于以太网的嵌入式系统目前并不是很多.其原因除了嵌入式系统本身运行速度较慢、资源较少且不足以实现以太网的各种协议外,更重要是设计以太网的接口及协议相对比较复杂,实现起来比较困难.现在,已经有许多著名的嵌入式操作系统,如:RTEMS、VxWorks、Psos、嵌入式Linux等,具有支持嵌入式Internet的功能或者提供了进行嵌入式Internet开发的接口.论文的研究方案主要使用MotorolaColdfire5307(MCF5307)微控制器作为处理核心,移植了RTEMS操作系统的TCP/IP协议栈,通过RTL8019AS网卡芯片实现嵌入式Interent的接入.RTEMS操作系统最初是由美国军方使用的实时导弹系统发展而来.它是采用GNU工具集开发的开放源代码的多任务实时操作系统,可以为多种实时应用提供高性能的软件开发环境,且支持多种网络协议,有完整的TCP/IP协议栈,具有强大的网络功能.Motorola公司的Coldfire5307嵌入式处理器的优势是工作稳定可靠,抗干扰能力强,适合工业控制和通信.该论文总结了Motorola的CPU芯片MCF5307和10Mbps以太网控制器芯片RTL8019AS的技术特点,在以下方面开展了工作:1)研究了基于RTEMS实时操作系统的网络协议栈;2)分析了以太网网卡RTL8019AS的工作原理;3)设计了基于MCF5307的嵌入式系统与RTL8019AS的硬件接口电路;4)给出了实时操作系统RTEMS下的RTL8019AS网络驱动程序的编制方法;5)以及如何在RTEMS应用程序中使用网络.最后可以通过基于RTEMS的网络应用程序实现Ping,DNS,TTCP,Telnet等服务.5.期刊论文雷必成.Lei.Bicheng嵌入式Internet系统中网络互连的实现-微计算机信息2006,(8)LAN91C113是SMSC公司设计的专门用于解决嵌入式系统中网络互连问题的以太网控制芯片.本文介绍了该芯片的主要功能和工作原理,并结合三星S3C440BX分析该芯片在嵌入式网络系统中使用时的软硬件设计.6.学位论文周铭基于IPv6协议的嵌入式Internet系统的研究与实现2005本论文在分析了嵌入式Internet系统原理、主要现实的功能、以及所需要解决的问题后,根据合适就是最好的这一指导方针,研究并设计了一种8位的嵌入式Internet系统,即基于IPv6协议的嵌入式Internet系统.同时论文以工业生产中的网络化数据采集系统这一实际应用为讨论研究对象,借此来说明基于IPv6协议的嵌入式Internet系统的硬件与软件设计.在本设计中,系统研制过程中设计的技术主要有:1、系统的硬件方面使用了价格低廉的8位MCU+以太网控制芯片的方式,通过以太网控制芯片来完成Internet上数据的收发;2、在软件方面采用了IPv6协议,IPv6协议是新一代互联网的标准,它保留了目前广泛使用的IPv4协议的主要设计思想,同时又针对现代互联网应用技术的需求,对其进行的修改、扩充和完善,IPv6的引用,彻底解决了实际应用中嵌入式系统的IP地址紧张的这一重大问题;另外,为了节约有限的系统资源,系统采用简单的控制循环,同时也将繁杂的IPv6协议进行了删减和保留,使其更加适合嵌入式系统的需要.这些关键技术的研究是系统功能实现的基础和保障.7.学位论文潘健嵌入式以太网设备接入INTERNET的研究2008随着网络时代的深入，Internet已经成为重要的基础信息设施，越来越多的设备需要接入Interrlet，射频IC卡系统就是其中之一。射频IC卡系统不能便捷连入Interllet，其信息也不能及时更新。因此，本文拟选择8位单片机加精简TCP/IP协议栈的方法来加以解决。嵌入式Internet中的关键问题之一是其实现成本问题，8位单片机虽然只支持简化的TCP/IP协议及其他一些相关协议，但它们在系统成本方面具有较大优势，且8位单片机在各种电器设备中使用广泛且价格低廉。本文就从普通8位单片机AT89S51出发，重点介绍了下面三方面的工作。首先，对嵌入式Internet技术进行了介绍与比较，分析嵌入式TCP/IP协议的特点和实现要求，针对射频IC卡系统的特点，详细论述嵌入式TcP/IP协议简化的思想。其次，对硬件系统和软件系统进行了具体的设计，给出了硬件系统的设计原理图，着重讨论了网络接口卡RTL8019AS的数据发送和接收工作原理，并对整个嵌入式TCP/IP所用到的协议ARP、IP、ICMP、UDP进行了细致的分析。最后对设计内容进行了仿真测试，测试表明，本设计中研究的嵌入式以太网接入系统达到了最初的设计目标，可以实现数据的以太网传输。最后对本文的内容做了总结，并提出了一些研究展望，期待在以后的研究中完善。8.期刊论文文汉云.莫易敏基于嵌入式Internet的控制系统研究-工业控制计算机2005,18(11)介绍了一种基于嵌入式Internet的自动控制系统的组成和功能,详细阐述了系统硬件设计及软件设计的一些具体细节和采用的技术,并给出了一个实际应用的例子.指出在现场仪表和工业设备层应用嵌入式Internet技术已成为工业控制网络的一个发展趋势.9.学位论文曲鑫基于uClinux的嵌入式Internet技术研究2006计算机技术发展到今天，嵌入式系统的应用越来越广泛，嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微处理器。而随着网络技术日新月异的发展，各种网络器件成为嵌入式系统新的应用。现今基于以太网的远程控制是控制领域发展的必然趋势，嵌入式Internet技术是其中的一个关键问题。嵌入式Internet是近几年随着嵌入式系统的广泛应用和计算机网络技术的发展而发展起来的一项新兴概念和技术。工控设备、信息家电和个人通讯产品等嵌入式系统的智能化、网络化越来越要求将大量的非网络设备接入Internet，并且用户可以通过Web浏览器在任何时候、任何地方监控现场数据和设备。嵌入式Internet就是这种能让嵌入式设备接入Internet的技术。本文在组合电源监控系统项目背景下，以监控系统的核心——监控板为平台重点研究了嵌入式设备接入Internet的技术，以期能实现对组合电源控制系统的远程控制。文中首先介绍了一款具有优秀的网络性能并且开放源代码的操作系统-uClinux。并且为其在宿主机上搭建了开发和编译环境，介绍了如何进行内核配置和移植。本文使用的微处理器是三星公司的S3C44B0X。对于监控板的硬件主要介绍了与本文研究问题相关的Flash和SDRAM存储器、以太网接口等模块。在网络技术方面主要讲解了TCP/IP协议和HTTP协议，它们是网络通信的基础。然后介绍了嵌入式linux环境下的socket编程、嵌入式Web服务器及其实现。本文的最后对所设计的嵌入式Web服务器在电源控制项目中的应用做了展望通过这一实际案例探讨了如何利用嵌入式Internet技术实现远程控制。10.学位论文李素侠嵌入式Internet技术研究及在网络仪器中的应用2006随着Internet的广泛应用，许多原本独立的设备和系统开始与Internet互联，使越来越多的信息资源共享成为可能。嵌入式系统接入Internet的技术难点在于：如何利用嵌入式系统自身有限的资源对信息进行TCP/IP协议处理，使之变成可以在Internet上传输的IP数据包。论文首先阐述了嵌入式Internet的特点和原理，对比分析了嵌入式Internet的实现方案。重点讨论了嵌入式TCP/IP协议的实现方法和特殊性。针对嵌入式系统自身资源不足的特点，提出了TCP/IP协议的简化原则和方法。针对石油仪器仪表传输数据的特点，以OpenTcp协议为原型，裁剪TCP/IP协议栈，采用标准的TCP/IP协议分层结构，向上提供Socket应用程序编程接口，设计的目标是通过以太网使嵌入式系统连入Internet。实现了几个主要的协议，即ARP、IP、ICMP、TCP、HTTP。分层介绍了TCP/IP协议族中各个协议的地位、作用及相互关系，详细描述了对各层协议的精简及改进，并给出了实现算法及相应的代码。该TCP/IP协议集全部用C语言编写，具有移植性、实时性、与平台无关性，采用模块化