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随着电子通信技术的迅速发展,微处理器和集成电路的高度发达为嵌入式系统的发展提供了硬件支持,与此同时,广大软件开发人员为应用开发出了各种适合嵌入式系统的片上操作系统,使得嵌入式系统功能越来越强大。目前,在工业控制,电子设备,通信终端等领域,嵌入式系统得到了广泛应用。其中,以ARM处理器为核心的嵌入式系统由于其低功耗,可以执行多任务等优点,成为嵌入式系统应用的代表。
本文选题自中山大学与中国空间技术研究院合作项目高适应能力演示系统的控制器,该控制器包括一个主要实现控制和通信功能的嵌入式系统和上位机软件,目的是为了验证中国空间技术研究院预研的流体温控理论,通过我们所设计的控制器对流体网络中进行传感器数据采集与温度控制逻辑实验,并通过控制器的以太网通信将所采集到的流体网络数据传输至上位机电脑,通过实验数据的研究分析,为理论研究提供数据支持。
本文主要内容在前期工作基础上,分析高适应能力演示系统控制器的软件部分及介绍相关部分硬件电路。主要分成两部分内容,一部分是主控制板上基于嵌入式片上Linux系统的软件分析,另一部分是实现与主控制板通信的上位机软件的分析。对于主控制板上的软件分析包括了对外围硬件电路介绍及各个功能模块的设备驱动程序的分析;实现传感器数据采集功能,设置开关状态功能,设置输出控制电平功能的三个功能子函数的分析;还有由循环更新所有传感器数据线程,以太网通信服务器线程和流体网络逻辑控制主线程的三线程组成的主程序。而对于上位机软件,为了方便用户操作,上位机软件设计成用户图形界面形式,根据其可实现功能划分,主要介绍了与主控制板实现数据交互的以太网通信客户端,按自定义通信协议处理数据包的数据处理功能,为方便数据分析而对实时采集到流体网络数据保存功能和图形用户界面的设计。
另外,本文的第五章通过实验室的测试结果和项目现场多方联合调试时,高适应能力演示系统控制器的工作情况,对高适应能力演示系统控制器的功能进行验证。