基于以太网的无线传感网双向测控系统研发开题报告

 2021-08-08 22:30:30

1. 研究目的与意义

随着internet技术的飞速发展,导致许多领域的传统控制方式发生变革。

这些领域的控制系统可以通过web服务器接入internet,这样用户在世界任何一个地方都可以通过internet获取web服务器提供的信息,进而实现系统的远程控制和管理。

但以具有高运算处理能力和海量存储容量的工作站或pc机为硬件平台,以非实时操作系统为软件平台,运行着大型复杂程序的传统web服务器,并非在任何环境下都适用,尤其是对实时性要求比较高的领域,如工业控制、远程数据采集等。

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2. 国内外研究现状分析

嵌入式设备只要转变为嵌入式web服务器,再加上tcp/ip网络协议就可以上intemet网,原则是一个具体实现的技术有多种多样。下面是一些国内外已经实现的方案。

pharlap公司pharlap公司把能独立的智能部分和网络部分尽可能的移出嵌入式设备,如有些预定义的数据转到胖客户机上,使用时用嵌入式设备通过远端调用本端的dll来访问;t叩协议是intemet网上传输数据所必需的,为此要提供最低要求的tcp/ip堆栈和最精简的tcp/ip协议。经过对代码的高度优化,将web服务器尽可能的做到最小。phadap最后出做出的microweb服务器是25kbyte,加上网络协议不足300kbytet61。agranatsystem公司agranatsystem公司在嵌入式设备上创建了具有自己特点的embed服务器。在html文本中嵌入c语言程序对实时数据进行访问;为html增加了特殊标记,使web页上的动态数据与系统软件相接口;再把c语言库中的tcp/ip协议和其他重要的的internet高层软件标准(如html、xml、rvsa、tcn等)合并到emweb服务器中去。所以emweb服务器名之为服务器,实含网络协议,功能上是二合一的。emweb服务器内部采用了许多读到的措施,整体容量缩小到25kbtye以下,然而性能还有很大地提高。譬如它内置了状态机,支持html的同时性多请求、图形元件的多接口和多用户同时请求。因为它独立于操作系统,不需要多任务或多线程的支持。尽管如此,emweb还是为了客户应用的方便而提供了与著名工业级rtos的接口,譬如与vxwrork,psos,chorus,nucleus等的接口,emweb在开发时使用了复合功能的开发平台。在平台上可选用标准wreb工具,如microsoft的frontpage,macromedia的dreamweaver等;平台还同时支持c、java、javascript的编译和gif、html等文件格式。人机对话可用windows或unix图形界面,因为功夫下得比较多,所以希望把efiaweb固化asic,推广应用到家庭和工业自动化中去。cmware公司cmware公司面对8/16的单片机的实现,另辟蹊径,本端的服务器部分刻意地简化到仅仅保留html的标记,其它的服务器部分全部移到客户机一侧;网络协议部分则放弃使用代码较长的tcp/ip协议而换用十分轻型的网络协议,从而将设备端的名日emmicro减小到很小的lkbyte字节,而且emmicro有两个部分:emtag对应于html标记,emnet对应于网络协议也是功能二和一的。轻型的(1ightweight)网络协议可以支持在本端构筑小网。如果不与intemet网相联便是孤立网;为要和intemet网进行国际联结,则须增加网关,实行异种网络协议的互换。网关可以单独设置,或结合具体条件与胖型客户机相结合,或是其它。这个网关名为emgateway。emgateway的intemet端留有与挂网的w曲设备相对话的接口,接口的典型使用方法是用网页,因网页可以在任一种浏览器下工作,灵活适应于全球网各个地域的多样环境。接口也可根据需要用于用户的应用程序中。emmicro中的cmtag将相应的html标记映射到intemet浏览器或网关中java applets里的对象或jpeg/gif对象,这些对象名为emobjects。html网页能识别emmg并置换成映射的对象,以数字、图形、文本或滑动控制把手、操作开关、按钮,led等形式表现出来。网关上还可以安装名为das(deviceaccessservice)的设备访问服务实用程序。由它识别、访问和监控各个挂网的web设备,起集散器的作用。上述一整套技术被名为嵌入式微intemel技术emit(embeded microinternettechnology)。

在国内,虽然嵌入式应用、开发很广,但只有为数不多的几家公司和科研院所及个人在从事这方面工作,其中相对比较有名的公司有深圳的英蓓特信息奇数有限公司、合肥的华恒网络技术有限公司等。科研团体有中科院计算所、中国单片机公共实验室等,高校有清华大学、中科大和上交大等。

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3. 研究的基本内容与计划

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可以剪裁,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标严格要求的专用计算机系统。

从20世纪70年代初单片机的出现,到今天各式各样嵌入式微处理器、微控制器的大规模应用,嵌入式系统领域发生了翻天覆地的变化。

嵌入式web服务器以8位、16位或32位单片机为硬件平台,以嵌入式实时操作系统为软件平台,其上运行着小型精简的服务器程序。

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4. 研究创新点

嵌入式web服务器的实现,使得用户通过internet就可以远程控制和管理嵌入式系统的运行。

和传统的web服务器相比,它简化了系统结构,将信息采集和信息发布都集成到现场的嵌入式设备中,在很大程度上方便了维护和管理工作。

经测试表明,该嵌入式web服务器运行正常,能够实现系统所设定的智能家居控制,且服务器每秒能处理几百次的连接请求,较之httpd和thttpd服务器,其响应速度更快,而且该web服务器还具有成本低、可靠性高等优点。

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