基于VxWorks的水下机器人声探测仿真系统软件设计

摘要

水下机器人声探测系统作为水下机器人的重要组成部分,它通过对水下目标进行探测与识别,来完成引导机器人进行自主航行、自主避障的任务。为了满足水下机器人对设备的体积以及系统实时性的要求,声探测系统采用的是以PC/104为硬件平台结合嵌入式实时操作系统VxWorks的系统实现方案。本文的主要任务是设计一套声探测系统软件,以测试系统的稳定性和可靠性。
　　 本文首先通过分析VxWorks操作系统的系统特性,针对具体硬件平台PC/104阐述了VxWorks操作系统移植的具体过程,并完成了对优盘引导盘的研究。
　　 随后研究了基于PCI总线的数据采集模块和数据处理模块在VxWorks下驱动程序的设计,实现了对声探测系统中数据采集模块和数据处理模块的控制,并给出了一般PCI设备驱动程序的设计与实现过程。
　　 接下来研究了声探测系统和主控机的应用程序设计,并实现它们之间控制信息的传输。具体表现在声探测系统软件的多任务设计和任务间的通信,用于接收主控机命令以及传输处理结果的socket网络编程,以及用于主控机循环地通过网络向声探测系统发送控制命令的软件设计。
　　 最后针对设计和开发的声探测系统进行了实验室测试,验证了本系统的稳定性以及可靠性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 系统操作平台及开发环境

1.2.1 嵌入式实时操作系统VxWorks

1.2.2 集成开发环境Tornado

1.2.3 硬件平台PC/104

1.3 水下机器人声探测系统概述

1.4 论文的主要研究内容

第2章 VxWorks操作系统移植

2.1 引言

2.2 板级支持包BSP

2.3 VxWorks映像及启动过程

2.4 Bootrom和VxWorks映像的制作

2.4.1 优盘引导盘的制作

2.4.2 编译Bootrom和VxWorks映像

2.5 本章小结

第3章 VxWorks下外部设备驱动程序设计

3.1 引言

3.2 VxWorks下设备及其驱动程序概述

3.2.1 VxWorks下外部设备分类

3.2.2 VxWorks下外部设备驱动程序概述

3.2.3 设备驱动程序的工作方式

3.3 VxWorks下外部设备驱动程序开发

3.3.1 硬件特性分析

3.3.2 PCI总线的配置空间

3.3.3 VxWorks对PCI设备的支持

3.3.4 数据采集模块的驱动程序设计

3.3.5 数据处理模块的驱动程序设计

3.4 本章小结

第4章 声探测系统的软件设计

4.1 引言

4.2 声探测系统软件的开发

4.2.1 系统任务的设计

4.2.2 系统的网络编程

4.3 主控机软件的开发

4.4 测试结果

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录