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1、分类号：8 2 4 2 1 2学校代号：1 1 9 1 1密级：学号：2 6 0 3 0 5 0 0 3广东工业大学学位论文基于嵌入式L i n u x 的多媒体教室中央控制 台的设计吕毅恒论文答辩日期：2 Q Q 生1 2 且摘要摘要本文研究了基于嵌入式L i n u x 的W e bS e r v e r 的构建，。及将其应用在多媒体中央控制台的设计。实现了多媒体设备的远程监控。本文包括以下要点：分析以A R M 7 ( A d v a n c e dR I S CM a c h i n e s ) 微处理器S 3 4 4 B O X 为核心的嵌入式硬件开发平台，对开发平台的各个硬件模块的
2、功能作了阐述。分析嵌入式操作系统u C l i n u x 的架构，特点，内存管理方式，系统启动过程；并讨论了L i n u x 的设备驱动程序，同时完成了u C l i n u x 操作系统在目标板上的移植。分析了常见的网络协议T C P I P 和H T T P 协议，并成功应用于嵌入式W e bS e r v e r 系统。研究了嵌入式W e b 原理，就C G I 技术和s o c k e t 技术总结出了开发流程。实现W e bS e r v e r 与多媒体设备的通讯，管理员可以通过浏览器远程登录嵌入式W e b 服务器将用户信息下达到现场设备，现场设备的数据也能通过W e b服务
3、器传送到浏览器。实现了本地控制界面的设计，实现了L C D 模块的控制菜单显示功能，并通过控制菜单调用相应的软件模块实现控制功能。经测试，所开发的嵌入式多媒体中央控制台基本实现了通过以太网进行远程设备监控的功能。本地控制界面能正常显示，并正常实现控制功能。最后，本论文对所做的工作进行了总结并且展望了本嵌入式系统进行进一步升级的可能。关键字：嵌入式，L i n u x ，W e bS e r v e r 。A R M ，u C l i n u x ，远程监控，C G IA B S T R A C TT h et h e s i sa l m m i m ga tt h ed e v e l o
4、p i n go f t h eE m b e d d e dW e bS e r v e ro nt h eb a s i so f L i n u x A n da l s om a k e sat r yt oa p p l yt e c h n o l o g yo f E m b e d d e dW e bt oM u l t i m e d i aC e n t r a lC o n t r o lS y s t e m ( M C C S ) ，R e a l i z a t i o no f r e m o t em o n i t o r i n ga n ds u p e
5、 r v i s i o no f t h eM u l t i m e d i ad e v i c e s M u c hw o r kh a sb e e nd o n ei nt h i sp a p e r ：A n a l y z ee m b e d d e dd e v e l o p m e n tp l a t f o r mb a s e dO l lA R M 7M i c o rP r o c e s s o rU n i t- S 3 4 4 B O X ，a n de x p r e s s l yi n t r o d u c e st h ef i m c t
6、 i o no f e a c hh a r d w a r em o d u l e A n a l y z et h ea r c h i t e c t u r eo f t h ee m b e d d e dL i n u xs y s t e m n , m e m o r ym a n a g e m e n t W eh a v ed i s c u s s e dt h eh n u xe q u i p m e n td r i v e ra n dd e v e l o p i n gs e v e r a li n s t a n c ec o n c r e t l
7、y A tt h es a m et i m e ，u C h n u xo p e r a t i n gs y s t e mi st r a n s p l a n t a t e do nt h eg o a lb o a r d A f t e ra n a l y s i n gc o m m o np r o c o t o lT C P I Pa n dH T T Pp r o t o c o l s c o o p e r a t e i n gw i t ht h en e e do fr e s e a r c h i n g w ea p p l yt h e mt o
8、e m b e d d e dW e bS e r v e rs y s t e m ，T h e nt h ee m b e d d e dW e bp r i n c i p l ei sr e a r c l l i n a n dt h ep r o c e d u r eo fd e v e l o p i n go nC G It e c h n o l o g ya n ds o c k e tt e c h n o l o g ya l - es u m m a r i z e d R e a l i z et h ec o m m u n i c a t i o nb e t
9、 w e e nt h eW e bS e r v e ra n dM u l t i m e d i ad e v i c e s T h er e m o t ea d m i n i s t r a t o r sm a n a g et h eM u l t i m e d i ad e v i c e sb ye x c h a n g i n gd a t aw i t ht h ee m b e d d e dW e bS e r v e ru s i n gab r o w s e s R e a l i z a t i o no f t h el o c a lo p e r
10、 a t i o ni n t e r f a c em o d u l ea n dL C Dd i s p l a ym o d u l et h a tp r o v i d e st h el o c a lu s e rw i t haw e l la n dc o n v e n i e n to p e r a t i o ne n v i r o n m e n t T h er e s u l to fs t u d yi n d i c a t e st h a tt h es t a b i l i t ya n dp r a c t i c a b i l i t yo
11、 f t h eE m b e d d e dM u l t i m e d i aC e n t r a lC o n t r o lS y s t e mt e s t e d ，t h ef u n c t i o no fr e m o t em o n i t o r i n ga n ds u p e r v i s i o nh a sb e e nr e a l i z e d L o c a lo p e r a t i o nm o d u l ew o r k sw e l l 。A tl a s t ，as u m - u pa n dp r o s p e c to
12、fs o m eo t h e ru s a g eo f L i n u xe m b e d d e ds y s t e ma r eg i v e n K e yw o r d s ：e m b e d d e ds y s t e m , L i n u x ,m o n i t o r i n ga n ds u p e r v i s i o n ,W e bS e r v e r , A R M u C l i n u x ，r e m o t eC G I第一章绪论第一章绪论1 1 课题来源及研究意义本课题是基于嵌入式L i n u x 的多媒体教室中央控制台的设计。该中央控
13、台除了实现传统的现场集中控制于网络远程监控的结合，允许远程以W e bB r o w s e r 形式进行访问及控制。中央控制台采集多媒体设备的信息存放在内存中，管理员通过W e bB r o w s e r 将控制信息传给W e b 服务器，W e b 服务器将数据使用S T D I N 送给C G I ( 通用网关接口) 程序，在执行C G I 程序后，通过进程问通信，将控制信息传送给系统监控进程，监控进程执行控制后将执行结果以及下位机的状态代码返回，再通过进程间通信传送给C G I 程序，最后使用S T D O U T 输出H T M L 形式的结构文件，经W e b 服务器送回浏览器显
14、示给管理员。这样管理员就可以通过校园网对全学院的多媒体教室设备进行远程监控，并可以实现全网所有设备之间的智能联接、资源共享、信息互通的关联功能。1 1 1 本课题来源本课题来源于本人长期从事广东工业大学商学院多媒体教室和计算机实验室的管理维护工作实践，经过一年的研究已完成了整个系统的功能需求和系统体系结构的分析、设计，以及系统主模块的构建和初步调试。1 1 2 本课题意义：第一：远程诊断和控制，实现对多媒体设备的远程控制是本设计的首要任务，一方面，管理员通过校园网络就可以利用w e b 浏览器对全院的多媒体设备进行控制。另一方面，多媒体设备的厂家也可以通过I n t e m e t 对对设备进
15、行远程诊断、维护以及正常状态检测，这个过程有利于生产厂家收集相关的运行数据及状态，为提高产品质量而取得第一手资料。另外，在用户报告故障时，生产厂家也可以对设备进行远程故障诊断，方便进行进一步的维修。第二：本设计采用的基于A R M 7 的嵌入式硬件平台价格低廉，功耗低，性能稳定；操作系统选用源码开放的u C l i n u x ，不但完全免费而且可用资源非常丰富，硬件厂商也不断改善硬件基于L i n u x 的驱动，这样可以有效地缩短产品的开发周期且方便产品的更新换代。总的来说，本设计是一个高性价比的方案。广东工业大学工程硕士学位论文1 2 嵌入式系统的研究现状1 2 1 嵌入式系统的现状从7
16、 0 年代初嵌入式系统的出现，至今已经有3 0 多年的历史了，嵌入式技术也经历了几个不同的发展阶段。随着芯片技术和电子产品智能化进程的飞速发展，嵌入式技术越来越受到人们的关注，应用领域遍及几乎所有的电子产品，在个人数据处理、多媒体通信、在线事务处理、生产过程控制、交通控制等各个领域内得到了广泛的应用。特别是工m e m e t 应用的迅速普及，消费电子、计算机、通信一体化趋势日趋明显，使嵌入式技术再度成为一个研究热点。回顾嵌入式技术的发展，主要经历了以下几个阶段：第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，具有与监测、伺服、指示设备相结合的功能。这一阶段的嵌入式系统一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。这一阶段系统的主要特点是：系统结构和功能都相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低，以前在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代
