大容量移动存储及网络应用研究

发布时间：2017-07-18 15:42

  本文关键词：大容量移动存储及网络应用研究

  更多相关文章： CH376 Mass-Storage存储类协议 U盘文件系统 嵌入式TCP/IP协议 ENC28J60 uIP协议栈

【摘要】：工业数据采集、存储技术是嵌入式领域里常常需要研究的学科之一。传统的工业数据采集、存储方案主要有两种：一是采用专用的不掉电的专用存储器芯片,二是通过计算机的串行口将数据转移至PC上存储。然而现代化的工业现场往往需要采集大容量的移动数据以便带至实验室进行二次数据分析,显然上述两种传统的数据采集、存储方案均不能满足要求(方案一数据存储量有限,方案二数据移动性差),本文鉴于以上方案的不足提出了一种新的工业大容量数据存储、处理方法：采用大容量U盘存储、Internet远程访问的方案来处理现代工业现场的数据。很显然,U盘存储解决了数据容量问题,Internet远程访问解决了数据的移动处理问题。U盘存储数据的提出源自于嵌入式USB接口芯片CH376的普及应用,CH376是南京沁恒公司推出的一款U盘文件管理控制芯片,用于单片机或嵌入式系统读写U盘中的文件。CH376支持USB设备方式和USB主机方式,并且内置了USB通讯协议的基本固件,内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件,内置了FAT文件系统的管理固件,支持常用的USB存储设备。因此有了CH376这款USB接口芯片后,即可轻松实现将工业中采集到的各种海量数据信息通过CH376存储在大容量的U盘中。Internet远程访问工业现场数据的实现则归功于嵌入式TCP/IP技术和以太网控制芯片ENC28J60。通过USB接口芯片CH376、以太网控制芯片ENC28J60和单片机共建硬件平台并移植经典嵌入式TCP/IP协议栈---uIP协议栈,即可构想设计出一个嵌入式WEB服务器,实现由WEB服务器管理U盘中采集而来的海量数据。针对上述理论构想和可行性方案的论述,本文提出了关于“大容量移动存储及网络应用研究”的课题,并通过具体实例工程的实现和论文的撰写最终完成了课题的研究内容。通过总结,本次论文主要做了以下几个方面的工作：首先,介绍了关于“大容量移动存储及网络应用研究”课题的研究背景及意义,主要是分析了传统工业数据采集、存储方案的不足,然后结合USB接口技术和嵌入式Internet技术,提出了一种新的工业数据采集、存储解决方案：“利用单片机把传感器采集到的数据信息通过CH376存放在大容量U盘中,同时通过ENC28J60将数据采集系统接入互联网,远程通过PC机或其他具有上网功能的移动终端以网页的形式访问U盘中的海量数据信息”其次,在提出了论文研究课题的具体工程实现方案后,本文对课题研究过程中所涉及的两种技术：嵌入式USB接口技术和嵌入式TCP/IP协议实现技术,作了大量的理论分析,U盘存储部分中的理论知识包括USB Mass-Storage海量存类协议和U盘文件系统,远程访问部分则主要分析了嵌入式TCP/IP模型结构并介绍如何移植uIP协议栈。接下来,文章根据课题的研究需要搭建了工程实例的硬件平台,并针对各个模块电路给出了具体的原理图并设计了PCB,其中具体电路包括：电源电路,单片机电路,外扩存储器电路,传感器信号放大电路,CH376U盘读写模块电路,ENC28J60以太网访问模块电路,以及串口调试模块电路。最后,文章给出了实现课题研究内容的软件代码,并就软件的详细实现过程进行了深刻地剖析,特别是利用CH376芯片实现在U盘中创建文件的具体细节和移植uIP协议栈搭建小型嵌入式WEB服务器详细过程,并最终通过了程序的调试,调试结果表明,本文提出的关于工业大容量数据的存储、访问方案可行,从而完成了课题关于“大容量移动存储及网络应用研究”的研究工作。
【关键词】：CH376 Mass-Storage存储类协议 U盘文件系统 嵌入式TCP/IP协议 ENC28J60 uIP协议栈
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 中文摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题的研究背景和意义10-11
• 1.2 课题的国内外研究动态11-12
• 1.3 课题的研究内容及主要目标工作12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 嵌入式USB大容量移动存储理论基础14-22
• 2.1 USB总线简介14
• 2.2 USB总线的物理连接与电气属性14-15
• 2.3 USB系统体系结构15-17
• 2.4 USB海量存储类协议17-19
• 2.5 U盘文件系统结构19-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 嵌入式Internet理论基础22-33
• 3.1 嵌入式Internet简介22
• 3.2 嵌入式Internet的原理22-23
• 3.3 嵌入式Internet的接入技术23-24
• 3.4 嵌入式TCP/IP协议24-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 大容量移动存储的网络访问系统硬件平台搭建33-42
• 4.1 硬件平台总体设计33
• 4.2 硬件平台重要单元电路设计33-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 大容量移动存储的网络应用系统软件设计42-60
• 5.1 CH376的USB基本传输命令42-43
• 5.2 CH376芯片软件驱动要点43-45
• 5.3 CH376文件系统库(FILE_SYS)软件实现详解45-49
• 5.4 单片机采集大容量数据存入U盘的软件实现过程49-50
• 5.5 以太网控制器ENC28J60软件驱动要点50-55
• 5.6 经典嵌入式TCP/IP协议栈--uIP移植要点55-58
• 5.7 嵌入式WEB服务器控制U盘数据采集的实现58-59
• 5.8 本章小结59-60
• 第6章 大容量移动存储的网络访问系统调试60-68
• 6.1 系统硬件平台的调试60-63
• 6.2 系统软件的调试63-67
• 6.3 本章小结67-68
• 第7章 总结与展望68-69
• 7.1 总结68
• 7.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 个人简介73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 刘滨;赵艳华;周鹏;;U盘在数据采集系统中的应用[J];电测与仪表;2005年11期

2 郑玉章;徐爱钧;;STC15和CH376的实时海量数据采集系统设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2014年02期

3 贺琳;尹立敏;周东洋;;嵌入式INTERNET技术应用探讨[J];长春工业大学学报(自然科学版);2006年03期

4 李萍;单葆悦;刘晓东;杨赫天;;USB芯片CH376在智能仪器仪表中的应用[J];计量与测试技术;2011年02期

5 缑延军;;基于ENC28J60的嵌入式异构网关与Web应用[J];同济大学学报(自然科学版);2008年02期

6 伊文斌;周贤娟;鄢化彪;韩树人;刘生华;;uIP TCP/IP协议分析及其在嵌入式系统中的应用[J];计算机技术与发展;2007年09期

7 李荣鑫;喻国平;;基于ARM的嵌入式Web服务器技术研究[J];微计算机信息;2007年23期

8 张勇;朱志红;田茂胜;;基于uIP协议栈的嵌入式Web服务器的实现[J];微型机与应用;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 卿立军;嵌入式Internet中轻量级TCP/IP协议栈的研究与实现[D];湖南大学;2004年

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本文编号：558448