嵌入式操作系统在线定制软件解决方案的研究与实现

摘要

随着电子产品智能化需求的不断发展，进入生活生产过程中的计算机产品数量不断增加，功能也日趋复杂，当下智能制造和人工智能等领域的飞速提升，带动硬件市场及软件需求的不断进步，越来越多的设备制造厂商为了赢得市场，凸显前沿技术，将自己的产品做得智能化、个性化、人性化。这就要求，设备软件的定制化程度增强，定制细节增多，其中最为基本也最为关键的一项技术就是操作系统的个性化定制，本文捕获此问题展开讨论。 本课题通过对目前国内外市场上嵌入式操作系统的使用及开发做了深入研究，了解到嵌入式操作系统的多样性以及开发灵活的特点，解决了对于定制操作系统有需求的硬件设备客户面临的技术门槛问题，让此类用户在不必深度编写代码的情况下，开发自己的定制操作系统软件，同时开发出适用于多种硬件平台操作系统的定制工具，统一开发流程，方便用户在线操作及维护，可以使用户加快系统定制速度，最快速度将产品推向市场。 通过搭建一套在线定制系统，当有系统定制化需求时，可以快速的通过Web浏览器登录在线定制系统，在定制系统上可以根据客户需求，对软件包进行选择，对系统进行配置，并提交云端后台处理，生成定制好的嵌入式操作系统。 具体技术实现上采用Apache作为Web服务，在前端WebUI交互上，使用了JavaScript、Ajax、Vue的脚本和框架，实现友好的用户交互以及和后台的通信机制，当用户在UI上选择相关定制选项后，后台采用基于Thinkphp框架构建的后台处理程序，对前端提交的用户定制选项进行处理，并生成XML文件，同时通知Jenkins持续集成框架，建立基于Docker的系统构建环境，Jenkins集成框架可以自动触发相关脚本，在脚本中，会分析XML文件，根据XML文件中描述的用户需求，从服务器的软件创库中抓取相关的软件包，编译出对应的定制系统，并通过E-mail方式通知用户下载，从而使定制系统这个本来复杂的技术过程变得简单、快速、高效。 本文主要描述嵌入式操作系统在线定制工具的需求分析整理、后台功能实现过程、软件测试以及测试效果。需求分析针对用户开发操作流程，分拆各部分功能做细节，清楚地展示用户实现定制开发时需要做哪些工作，以及这些工作之间的联系；后台功能实现过程重点描绘前端需求实现过程，例如如何根据页面需求解析、抓取、打包操作系统的功能模块，如何产生可以使用的LiveOS镜像文件，如何把定制好的OS镜像实现远程部署等功能；软件测试及测试效果是在完成软件开发之后，对整个系统进行功能模块测试、安全性测试、性能测试、易用性测试、可靠性测试等工作，全面考量软件及整个平台的运行情况，最终要保证系统能够稳定快速的生成可用的定制操作系统文件。 嵌入式操作系统个性化定制开发使用，是一项趋势性的技术，目前在工业产品领域嵌入式系统的定制应用非常普遍，工业行业以及特定领域行业为体现自身技术独特性，往往会精简或者定制特别的操作系统来加载应用，并且规模越大的产品类别越要求具备在线更新系统的功能。所以定制平台不但需要能够执行定制功能，还要求具有远程批量部署系统的能力，这对于一些终端分散、设备偏远的工业应用非常有利，不仅定制上带来便利，节约开发费用，远程维护管理上也能够带来可观的效益。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外现状分析

1.3 论文工作内容

1.4 论文组织结构

第二章 相关技术概述

2.1 嵌入式OS在线定制及部署系统的理论

2.2 Docker技术

2.3 Jeckins技术

2.4 XML标记语言技术

2.5 本章小结

第三章 嵌入式OS在线定制软件系统业务需求分析

3.1 嵌入式OS定制业务陈述

3.2 嵌入式OS在线定制系统需求建模

3.3 非功能性需求分析

3.4 可行性分析

3.5 本章小结

第四章 嵌入式OS在线定制软件系统设计与实现

4.1 总体设计架构

4.2 系统功能组件部署

4.3 UI前端设计

4.4 系统Web端数据库设计

4.5 系统的控制器设计

4.6 Build Server Jenkins处理后台设计

4.7 Live OS镜像子系统设计

4.8 本章小结

第五章 嵌入式OS在线定制系统测试及分析

5.1 系统运行环境

5.2 测试原理

5.3 测试方法

5.4 系统功能测试

5.5 稳定性测试分析

5.6 性能测试

5.7 本章小结

第六章 结束语

6.1 论文工作总结

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢

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