ARM平台上的电梯多媒体与监控系统的研究与实现

摘要

嵌入式系统应用于智能设备、工业控制领域实现各种信号的处理与控制，是近年来技术研究和产品开发的热点。同时，随着以太网技术的迅速发展，工业控制中过程监控层和现场设备层信号传输网络开始逐步采用以太网，基于网络的远程监控使整个企业网络呈现高度统一性、开放性和透明性。将嵌入式技术和基于网络的远程监控技术应用于电梯，可以有效地提高产品和服务的质量。 本文旨在研制和开发一套应用于电梯的智能多媒体显示与远程监控系统，硬件设计中，在以嵌入式微处理器S3C2410X、Flash、SDRAM构成的最小系统核心板外，扩展了串行口、网口、LCD接口等外围硬件资源，设计了RS-232转换成RS-422接口界面的硬件电路板，针对核心板RTC时钟问题，采用PCF8563芯片设计了时钟/日历小板。 软件平台方面，首先分析了系统启动引导程序Bootloader，参照嵌入式Linux内核源代码以及对S3C2410X的支持代码，根据本系统的硬件配置对Linux内核进行裁剪移植，修改了音频驱动和LCD驱动，在内核中添加了对Yaffs文件系统类型的支持。然后准备了根文件系统内容，在其中添加了交叉编译过的Qt/Embedded3.1的库，使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相结合的根文件系统格式。在此基础上，向嵌入式平台移植了Linux下开源的多媒体播放器Mplayer和嵌入式数据库SQLite。 设计编写Qt GUI界面和串口数据采集模块，构建了电梯间多媒体显示系统，显示界面划分为串口数据采集显示、动画播放、系统时间、文本信息、滚动字幕、商标图片六个显示区域。使用Boa在ARM平台上构建了嵌入式Web服务器，Web服务器通过HTTP协议与监控端浏览器软件进行信息交互，提供服务器应用程序模块的访问界面和现场设备的信息访问和控制界面，并借助SQLite数据库的支持，实现了基于网络的电梯远程监控系统的功能。监控端通过Web页面激活服务器的相应应用程序模块，传递信息服务请求和控制命令。将本系统应用与电梯设备，取得了用户的好评。

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英文文摘

论文说明：图表目录

声明

1绪论

1.1课题的背景及研究意义

1.2国内外发展现状及趋势

1.2.1嵌入式系统发展概况

1.2.2基于Internet的远程监控系统

1.2.3嵌入式系统在智能设备与远程监控领域中的应用

1.3本文的工作和组织结构

1.3.1本文的主要工作

1.3.2本文的组织结构

2本系统总体架构及ARM平台的构建

2.1系统总体架构和功能

2.1.1系统的总体架构

2.1.2系统的功能模块

2.2硬件平台的设计

2.2.1 ARM微处理器简介

2.2.2 ARM微处理器的应用选型

2.2.3本系统硬件平台设计

2.2.4存在的问题和改进方案

2.3开发环境的搭建

2.3.1交叉编译环境的建立

2.3.2 QT/Embedded开发环境的建立

2.3.3嵌入式Linux的NFS开发环境的建立

3嵌入式Linux操作系统的移植

3.1使用嵌入式操作系统

3.1.1引入嵌入式操作系统

3.1.2嵌入式操作系统的选择

3.1.3嵌入式Linux的基本原理

3.2嵌入式Linux的定制和裁剪

3.2.1为本系统定制嵌入式Linux

3.2.2对内核进行的部分修改

3.3准备嵌入式根文件系统

3.3.1根文件系统的内容

3.3.2根文件系统的设置

4 ARM平台各软件模块的实现

4.1多媒体播放器的实现

4.1.1准备工作

4.1.2配置编译

4.1.3测试运行

4.2数据库的移植和实现

4.2.1嵌入式数据库选择

4.2.2嵌入式数据库SQLite的应用开发

4.2.3 SQLite在ARM平台上的移植

4.3串口数据采集模块的实现

4.3.1串行口通讯硬件设计

4.3.2串行口数据通讯协议

4.3.3串口编程模块的实现

4.4嵌入式Web Server的研究和实现

4.4.1嵌入式Web Server技术分析

4.4.2嵌入式Web Server在ARM平台上的实现

5电梯多媒体显示系统的实现

5.1多媒体显示系统功能分析

5.1.1六个功能区域显示模块

5.1.2调度控制和文件更新模块

5.2基于Qt/Embedded的GUI界面设计

5.2.1基于嵌入式Linux的GUI实现基础

5.2.2 ARM平台上的Qt/Embedded编程与GUI的实现

5.3多媒体显示系统的实现

5.3.1 Qt GUI软件编程步骤

5.3.2具体显示模块的实现

5.4调度控制与文件更新模块的实现

5.4.1网络通信原理和协议选择

5.4.2调度控制及文件更新功能实现

5.5电梯多媒体显示系统界面

6电梯远程监控系统的实现

6.1基于嵌入式Web Server的远程监控模型

6.2基于嵌入式Web Server的远程监控在本系统中的实现

6.2.1系统设计方案

6.2.2嵌入式Web服务器软件结构

6.3动态数据的图形化显示

6.3.1 CGI软件的工作原理

6.3.2 CGI编程实现实时状态显示

6.4其他考虑因素

6.4.1多媒体显示屏的考虑

6.4.2轿厢通讯网络的考虑

总结

致谢

参考文献