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基于ARM的嵌入式Internet远程控制系统的研究与实现

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于 ARM 的嵌入式 Internet 远程控制系统 的研究与实现 作者:王晓彦 程永强 来源:《数字技术与应用》2012 年第 10 期 摘要:本文即是从远程控制系统入手,对基于 ARM 的嵌入式 Internet 远程控制系统的设 计与实现进行分析和探讨。 关键词:ARM 嵌入式 Internet 远程控制系统 中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)10-0028-01 1、基于 ARM 的嵌入式远程控制系统的设计 1.1 硬件系统设计 硬件系统设计主要包括单机硬件系统设计与多机组网互联设计两个方面: (1)单机硬件系统设计。为有效降低设计成本,单机硬件系统设计可分为承载 ARM 最 精简系统的核心板与根据隔离电源、LCD 显示接口及 RJ45 接口等的具体功能要求而设计的扩 展板两个部分。核心板主要包括 CPU、FLASH、SDRAM、以太网网卡、声卡以及串口电平转 换电路等,其中可根据应用需求来选择 FLASH 与 SDRAM,本文设计中的 FLASH 是 Samsung 公司研制生产的 K9F1208,采用 NAND 技术的存储容量为 64MB×8 位的高可靠 FLASH 存储 器,而 SDRAM 也是该公司生产 32M 的 K4S561632,并用两片来构成 32 位系统。而扩展板按 要求设计,并可以根据具体情况所需增加 USB 接口、输入输出接口以及音频功放电路等。总 之,单机硬件系统设计只要通过简单的网络设计便可以利用网卡接口与因特网连接。 (2)多机组网互联设计。多机组网互联设计的重点在于多机系统的连接,通常可先将距 离较近的控制设备通过网口与连接因特网的交换机连接组成局域网,对于范围较大的局域网则 可加中继器。若是组网环境的安全可靠性要求较高,则可以依据工业以太网的要求来实现组网 目的。 1.2 软件系统设计 软件系统的设计主要包括以下几个方面: (1)建立交叉开发环境。由于资源受限,直接在硬件平台上编写软件是较为困难的,而 通常采用的是宿主机/目标机开发模式,即是将编写于通用计算机上的程序通过交叉编译而生 成可以再目标平台上运行的二进制代码格式,然后将其下载到目标平台上实现运行。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (2)选择图形用户界面。较之于通用的图形用户界面,嵌入式系统下的图形用户界面要 求更高的性能与可靠性,且还要可配置并占用资源少,本文设计中采用相对较成熟的 Qt/Embedded,它是一个有高可靠性和可移植性的多平台 C++图形应用界面程序框架,对于移 植到嵌入式版本可以更便捷可靠,且由瓦安备的网络支持,还有各种部件以支持 TCP/IP 协 议。 (3)网络编程。选用应用较广的 TCP/IP 协议、客户机/服务器模型并基于 socker 编程技 术进行网络编程,服务器在客户机/服务器模型中处于监听等待状态至有客户提出服务地址的 连接要求,服务程序被客户要求激活并提供服务,而在 ARM 控制设备为服务器的监控应用 中,可按一对一或一对多模式设置 ARM 控制设备,而 ARM 可响应客户机并根据越好的通讯 协议交互数据以实现远程监控。 2、基于 ARM 的嵌入式远程控制系统的实现应用(如图 1) 上图所示即为系统服务端管理员的运行界面,结合了触摸屏以及 LCD 显示并为减小硬件 体积而设计了软键盘,通过直接点击视频区方位,管理员可实现对摄像头转动的控制,还可以 直接利用界面按钮来管理用户信息。 为保证客户数量较多或是访问频繁等情况时系统的正常稳定运行,需要对这种情况进行模 拟测试并对系统的运行状况进行观察,也就是对服务端提供的网络视频服务的饱和状态进行稳 定性测试与压力测试。通过测试程序 Web Application Stress 对源自于开发板的网络视频服务的 20 个线程进行连续 5 分钟的访问测试,而测试结果表明:系统响应速度很快,刷新视频图像 的平均时间依然是不超过 0.2 秒,而对于较多客户端浏览器频繁访问网络视频服务的需求也能 同时满足,即是说,开发板所提供的服务能有效保持持续高效。并且,在系统工作连续 48 小 时进行时,服务端对于随机“添加”或“删除”授权网络用户列表等操作并无不良反应,也没有死 机或重启现象,能持续正常运转,具有良好的稳定性。 3、结语 总之,监控系统已经在现代化生活与生产中发挥了重要作用,并得到人们的广泛认可,也 必将长期应用于生活与生产实际,而计算机网络技术的快速发展为监控系统能更好地发挥作用 奠定了可靠的技术基础,远程监控系统在目前已有的基础上,经过不断的研究和分析,还将在 安保领域得到更高的重视和广泛应用。 参考文献 [1]孟力.基于 ARM 处理器的嵌入式远程温度监控系统设计[J].电工电气,2009(6). [2]方勇军,王云景,赵红旗,邓亲恺.基于 ARM 和互联网技术的远程控制系统的设计[J]. 仪表技术,2007(6). 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn [3]陈岩,叶炜.基于 ARM 的远程控制系统的设计[J].自动化仪表,2005(11).