基于单片机的光缆检测设备远程监控系统

摘要

嵌入式系统是当今计算机及控制领域的研究热点之一。在人们提出“每个人都接入Internet”这个观念后的不久，“每个设备都接入Internet”的概念也已深入人心，越来越多的嵌入式系统需要增加网络通信功能。嵌入式网络设备是嵌入式系统与网络技术的结合，是嵌入式系统向低成本、高性能、网络化方向发展的必然趋势。嵌入式网络设备必将开创嵌入式技术应用的美好未来。目前已应用于工业控制和日常生活的多个方面，包括智能家居、远程监控、环境探测、生物医学研究等。远程监控是指本地计算机通过网络系统如Internet/Intranet对远端设备进行监视和控制，是本文所要讨论的应用实现。
　　 嵌入式网络设备实现的关键技术是结合资源有限的嵌入式系统软硬件环境及实际应用的需要，对通用计算机系统平台下的TCP/IP协议栈进行简化和改进，以实现一种能满足应用需要的嵌入式TCP/IP协议栈。B/S方式以其良好的通用性，平台独立性和交互性成为远程监控系统设计中的必然选择。
　　 本文首先介绍了该嵌入式系统的软硬件环境，并分析了远程监控的功能需求。确定符合该系统的精简TCP/IP后，本文比较了使用CMXMicroNet和自主设计的协议栈的优缺点，该系统最终采用C进行自主协议栈的设计。因此详细分析了各层所应用到的协议的精简和实现并搭建了Web服务器。同时，考虑到已实现的通过串口通信的本地键盘控制，本文移植了uC/OS—Ⅱ，实现了网络通信任务和串口通信多任务的并行处理。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 嵌入式系统

1.1.1 嵌入式操作系统

1.1.2 嵌入式系统的网络化发展

1.1.3 远程监控系统技术背景

1.2 课题来源及出发点

1.3 本文的内容和组织结构

第二章 基于单片机的WEB服务器的整体分析

2.1 基于嵌入式WEB服务器的整体方案

2.1.1 电机、键盘、传感

2.1.2 Web服务器的实现方案

2.1.3 本文拟采用的方案

2.1.4 Internet接入问题

2.2 系统硬件介绍

2.2.1 C8051F340

2.2.2 CP2200

2.3 开发环境

2.4 系统软件设计

第三章 UC/OS—Ⅱ的移植

3.1 UC/OS—Ⅱ介绍

3.2 UC/OS—Ⅱ工作原理

3.3 移植过程中值得注意的问题

3.3.1 可重入函数

3.3.2 UC/OS—Ⅱ中的形参与C51关键字同名问题

3.3.3 初始化文件Startup.a51

3.4 UC/OS—Ⅱ在C8051F340上的移植

3.4.1 数据类型的声明(OS_CPU.H)

3.4.2 宏的定义(OS CPU.H)

3.4.3 OS_CPU_C.C

3.4.4 OS_CPU_A.ASM

3.5 UC/OS—Ⅱ应用

3.5.1 Web服务器的实现

3.5.2 串口通信

第四章 TCP/IP的实现

4.1 TCP/IP协议简介

4.2 CMX—MICRONET

4.3 协议栈的C代码实现

4.3.1 以太网帧的发送与接收

4.3.2 ARP协议的实现

4.3.3 IP的实现

4.3.4 ICMP的实现

4.3.5 TCP的实现

第五章 WEB服务器的建立

5.1 报文格式

5.2 WEB页面存储形式

5.3 HTTP的实现

5.4 简单的数据报分片

第六章 总结与展望

6.1 主要工作总结

6.2 下一步工作

参考文献

致 谢

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