基于linux操作系统的网络应用软件开发.pdf

封 面 基于 Linux 操作系统的网络应用软件开发 目录 1 [摘要]数据采集系统被广泛应用于大型关键设备的运行状态监测。随着工业化的发展，大 型关键设备的的地理分布更加分散，其运行状态监测更加困难,因而迫切需要基于无线互连 网技术的远程数据采集系统。为此，论文基于嵌入式Linux 平台对无线远程数据采集系统 软件进行了设计,并在软件设计的过程中提出了一些数据采集系统的软件设计方法及框架。 论文首先分析了无线远程数据采集系统的结构，并提出了无线远程数据采集系统软件设计 的总体方案；然后,按照总体方案的要求，完成了嵌入式 Linux 无线远程数据采集终端操作 系统层的软件设计。论文试探了一种嵌入式Linux 系统级软件开发的通用方法。完成了对 嵌入式 Linux 无线远程数据采集终端以及上位机应用软件的设计，该软件完成了无线远程 数据采集系统应当具备的基本功能,并兼顾了软件的通用性，为无线远程数据采集系统的应 用软件开发提供了一种设计模型。 [关键词]:嵌入式；Linux；ARA9；数据采集系统；CPRS. 2 一 绪论 （一）课题研究背景 近几年我国工业的迅速发展对工业设备运行状况的监控提出了更高的要求。 监控系统不仅需要运行于工况良好的环境下，更要对距离较远，运行环境恶劣， 数据采集点较为分散以及无人值守的设备进行监控，如对风电，水利等领域的 设备进行监控。 采用传统的方式对这些情况下设备运行状况进行监控，会导致人力及物力 资源的极大消耗，并且很难取得好的效果。针对上述情况，目前国内外主要采 [1] 用嵌入式系统结合无线通信的方式来构建无线远程数据采集系统 。这使得监 测点只要在无线网络所能覆盖的范围之内，都可以实现数据的采集与传输。过 去在无线数据采集方面采用的通信方式主要有广域网，无线电台，无线集群， GSM 短信等，这些通信技术成熟，但也存在着一定的局限性。而目前采用的较 新的无线通信方式包括 CDMA， GPRS 以及WIFI 等，这些通信方式具有优良的 数据传输速率，价格适中，已快速取代了传统的无线数据采集所采用的通信手 段。 另外，除了基于某一种无线通信方式的数据采集系统外，随着嵌入式及物 联网技术的不断发展，逐步出现了更加复杂的数据采集网络，在这种数据采集 网络中，混合了广域网，GPRS ， WIFI 等多种通信方式，以实现数据的远程高 3 速传输。在实际应用中，位于数据采集网络中的各数据采集终端利用最适宜其 工况的通信方式接入 Internet，并将数据上传给服务器，同时接受服务器的控制 [2] 。 本文围绕无线远程监测系统的软件设计而展开，试图找到能够满足多种通 信方式的通用软件设计方法并搭建较为通用的软件平台，以满足多种具体应用 环境的需要。 二 系统总体方案设计 为了方便进行软件设计，首先应当从用户的角度分析软件所要具备的功能， 从宏观上给出软件的整体架构，这样才能保证软件设计工作有序进行，同时可 以方便对软件进行维护和升级。 （一）系统硬件组成 本文的嵌入式 Linux 无线远程数据采集系统硬件结构如图 2-1 所示。 图 2-1 系统结构图 嵌入式 Linux 数据采集终端使用天嵌科技的 TQ2440 开发板，这个开发 板具备了丰富的外围设备，使用三星的 S3C2440 ARM9 芯片作为 CPU，该芯 片是现在嵌入式系统采用的主流芯片之一。数据传输通道通过 GPRS 接入 [3] Internet 实现 。 （二）系统软件总体方案设计 本节详细说明系统各部分的软件组成。总体来看，软件的设计主要是 为了更好的控制硬件并完成用户的需要，图 2-2 给出了硬件，内核和应用 4 程序之间的关系。