嵌入式并发服务器在磁电发动机控制器中的应用研究

发布时间：2017-07-08 21:04

  本文关键词：嵌入式并发服务器在磁电发动机控制器中的应用研究

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【摘要】：在完成“磁电发动机”控制器测试系统设计的过程中,需要对发动机的启动电流,实时转速,磁缸位置,控制板温度,电源电压进行测量与采集,并且需要将这些重要的参数传递到计算机系统,同时控制板要接受来自计算机终端对发动机的控制命令,不仅如此,还要满足这些信息能够在多台通用设备上同时进行交互的要求。面对以上设计的实际需求,以往的解决方案更倾向于使用RS485或者Can总线进行数据的传递,虽然这些工业总线得到了广泛的应用,具有抗干扰性能强,数据传输稳定等优点,但它们还有一些缺点,例如,使用这些系统往往需要额外的硬件投入；虽然工业总线传输稳定,但是具有速度瓶颈,满足不了工业系统日益增长的数据量的需求；工业总线的通信距离往往比较近,随着通信距离的增长,其传输速率也要随之减小,设计人员不得不在传输距离与传输速率之间做取舍。随着嵌入式技术的发展,基于嵌入式系统的设计也越来越偏向于与互联网的联系,出现了基于嵌入式操作系统(如Linux, Wince或者实时内核系统)的服务器,即嵌入式服务器,其体积小巧,接线灵活,工业总线扩展方便,功能精简,有较大的成本优势,比较适合处理中低端的数据服务任务,同时这种设计也十分适合与工业总线结合使用,用户可以选择使用基于C\S设计的客户端程序,也可以选择使用基于B/S设计的浏览器对信息进行操作。在查阅一些相关文献后我们会发现：基于微控制器以及实时内核实现的嵌入服务器,由于缺乏运行一些操作系统(如Linux, Wince)所需要的硬件结构(MMU或者1M以上的内存),往往不能完整的实现一个服务器的功能(连接数据库,并发等等)。本文主要完成了一种基于微控制器的嵌入式服务器的硬件设计,通过移植Lwip协议栈搭建了服务器系统的一些基本功能达到了“磁电发动机”控制器以及测试系统项目的基本要求,通过分析Linux进程运行特点,结合μCos-Ⅲ实时内核的原理,提出了一种基于微控制器设计的嵌入式服务器并发问题的解决方法,最后给出了实验结果,结果表明该方法的确使得实时内核具有了一定的处理多连接,并发处理数据请求的能力。
【关键词】：磁电发动机 嵌入式服务器 实时内核 并发处理
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP368.5
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 项目研究背景及意义12
• 1.2 网络服务器应用及综述12-13
• 1.3 本课题的研究内容及各章节介绍13-16
• 第二章 磁电发动机控制方案介绍及其需求分析16-20
• 2.1 “磁电发动机”简介16
• 2.2 控制可行性分析以及控制策略研究16-19
• 2.2.1 磁电发动机的单缸结构以及驱动原理16-17
• 2.2.2 磁电发动机的4缸运行状态17-18
• 2.2.3 按角度换相的控制策略18-19
• 2.3 项目需求分析19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 系统硬件设计20-32
• 3.1 系统方案论证20-21
• 3.2 主控芯片的选择21
• 3.3 运动控制器单片机电路设计21-22
• 3.4 运动控制器的励磁电路设计22-24
• 3.5 测量系统硬件设计24-26
• 3.6 以太网接口设计26-28
• 3.7 STM32的FSMC接口时序设置28-31
• 3.8 本章小结31-32
• 第四章 系统基础软件功能搭建32-54
• 4.1 运动控制器软件设计32-33
• 4.2 嵌入式服务器系统的μCos-Ⅲ内核移植33-35
• 4.2.1 μ Cos-Ⅲ代码结构34
• 4.2.2 μ Cos-Ⅲ平台最低要求34-35
• 4.2.3 操作系统的裁剪与移植35
• 4.3 LWIP的移植35-41
• 4.3.1 LWIP简介35-36
• 4.3.2 LWIP内核的数据递交过程与运行机制36-37
• 4.3.3 无操作系统的LWIP内核移植与调试37-40
• 4.3.4 Ping测试以及插拔测试40-41
• 4.4 基于μ Cos-Ⅲ的LWIP操作系统模拟层的建立41-46
• 4.4.1 实现sys_arch.h41-42
• 4.4.2 sys_arch.h的关键定义42-43
• 4.4.3 sys_arch.c的关键代码实现43-46
• 4.4.4 Ping测试46
• 4.5 UDP广播服务设计46-48
• 4.6 TCP服务器程序设计48-52
• 4.6.1 TCP服务器的三任务模式48-51
• 4.6.2 服务器基础功能测试51-52
• 4.7 本章小结52-54
• 第五章 服务器动态并发功能扩展54-72
• 5.1 Linux环境下并发TCP服务器的基本设计流程54-56
• 5.2 Linux环境下进程运行特点分析56-59
• 5.2.1 Linux进程的定义以及独立运行特点56
• 5.2.2 Linux系统进程地址空间以及描述符特点56-57
• 5.2.3 进程创建(fork)过程中的内存拷贝57-58
• 5.2.4 MMU作用分析以及结论58-59
• 5.3 使用μ COS-Ⅲ共享任务代码段59
• 5.4 基于μ COS的多任务共享代码段原理测试59-61
• 5.5 动态并发功能的实现61-68
• 5.5.1 资源描述以及资源管理62-65
• 5.5.2 任务优先级管理65-66
• 5.5.3 服务器代码的修改66-67
• 5.5.4 驱动程序使用互斥保护67
• 5.5.5 回收系统资源67-68
• 5.6 并发服务器测试68-71
• 5.6.1 测试环境搭建68-69
• 5.6.2 测试步骤、结果以及说明69-71
• 5.7 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-73
• 6.1 总结72
• 6.2 展望72
• 6.3 本文研究工作的不足72-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 附录A (硕士研究生期间的科研成果)79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陆建国;;基于LM35和W78E52B的数字温度计的设计[J];安徽农业科学;2010年24期

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4 崔兵;贺锐;;内燃机车电路感性负载过电压的抑制[J];内燃机车;2008年02期

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本文编号：536249