智能光端机的嵌入式系统软件设计与实现

发布时间：2017-05-13 19:13

  本文关键词：智能光端机的嵌入式系统软件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动通信的迅猛发展,人们对网络质量的要求也随之提高。网络信号的覆盖范围和强度是判断网络质量的基本依据,目前无线通信的覆盖区域中仍然存在盲区和弱信号区,所以有必要增强网络信号的覆盖。光纤直放站在增大网络信号覆盖方面效果显著且费用较低,所以目前处理信号覆盖问题的最佳选择是建设光纤直放站。射频光端机作为光纤直放站核心部件,需求量大大增加。智能射频光端机与原有的光端机相比,新增了数据采集、检测射频功率、检测电压、检测光功率、偏置电流调控等功能,并且智能光端机给出一个有效的监测性能的手段,并将多功能集于一个模块之中,使其功能与集成程度都有所提升,使得非接触的自动检测方式变成了现实,操作人员对光端机的本地操作控制以及远程操作控制都更加方便,大幅度降低光纤直放站的操作复杂度,提高光纤的使用率。本文在系统的调研目前市场中广泛应用的光纤直放站中使用的射频光端机的前提下,对其工作原理及不足进行了论述,对光端机系统所需监测参数和功能需求进行分析,研究了远程通信方式和所需传输的数据,分析了设计方案中重要的参数与使用嵌入式系统实现设计的具体说明,提出了智能射频光端机系统的总体方案设计。根据智能光端机系统设计所需实现的功能及需求,本文对光端机系统的总体结构进行介绍,论述了智能光端机平台的软硬件设计的方案和原理,分析了各种传输协议。本文重点研究智能光端机嵌入式系统和设计实现方法,分析了软件设计的方案、所需监控采集的数据、所需控制调节的参数、本地与远程工作方式以及具体实现方法等。本文设备采用嵌入式系统,射频传输模块的监控控制单元采用STM32F103VET6,实现了对传输性能的监控及反馈控制,并进行软件设计及仿真。远程监控模块采用ARM-CortexA9处理器,控制系统采用Linux,本项目中包括驱动编写、系统裁剪、设备树修改、应用程序编写等工作,实现远程控制、传输数据、数据处理、与上位机通信等功能。
【关键词】：光端机 嵌入式系统 STM32 Linux Socket编程
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 本文所做的主要工作10
• 1.4 论文的组织结构10-12
• 第二章 平台设计中相关技术12-22
• 2.1 光端机理论介绍12-13
• 2.1.1 RoF技术介绍12-13
• 2.1.2 激光器原理介绍13
• 2.1.3 探测器原理介绍13
• 2.2 嵌入式STM32介绍13-16
• 2.2.1 GPIO控制功能介绍14
• 2.2.2 ADC控制功能介绍14-15
• 2.2.3 DAC控制功能介绍15
• 2.2.4 CAN总线控制功能介绍15-16
• 2.3 嵌入式Linux系统介绍16-22
• 2.3.1 嵌入式系统结构与组成17-18
• 2.3.2 嵌入式系统开发与调试18-19
• 2.3.3 嵌入式Linux驱动介绍19
• 2.3.4 嵌入式Linux设备树介绍19-20
• 2.3.5 嵌入式Linux Socket的网络编程介绍20
• 2.3.6 嵌入式Linux系统裁剪20-22
• 第三章 系统需求分析与总体设计22-29
• 3.1 需求分析22-27
• 3.1.1 系统特征分析22
• 3.1.2 系统参数分析22-25
• 3.1.3 软件需求分析25-27
• 3.2 系统总体设计27-29
• 第四章 智能光端机射频传输模块的程序设计与实现29-42
• 4.1 发射模块的原理与设计29-32
• 4.1.1 发射模块基本原理29-30
• 4.1.2 发射模块程序设计30-32
• 4.2 接收模块的原理与设计32-34
• 4.2.1 接收模块基本原理32-33
• 4.2.2 接收模块程序设计33-34
• 4.3 射频传输模块各功能的实现34-41
• 4.3.1 数据采集功能实现34-37
• 4.3.2 控制操作功能实现37-38
• 4.3.3 数据传输功能实现38-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第五章 智能光端机监控模块的设计与实现42-61
• 5.1 监控模块功能设计42-44
• 5.2 监控模块的硬件设计与实现44-46
• 5.2.1 处理器方案选择44-45
• 5.2.2 电路设计方案45-46
• 5.3 监控模块的嵌入式系统设计与实现46-60
• 5.3.1 嵌入式 Linux 开发环境搭建47
• 5.3.2 Linux设备树移植47-49
• 5.3.3 Linux内核裁剪与编译49-51
• 5.3.4 Linux驱动编写与加载51-58
• 5.3.5 系统远程通信程序实现58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 系统功能测试61-64
• 6.1 ADC采集测试61-62
• 6.2 DAC输出测试62-63
• 6.3 CAN通信测试与仿真63
• 6.4 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-65
• 7.1 工作总结64
• 7.2 对平台研究展望64-65
• 参考文献65-67
• 在学期间的研究成果67-68
• 致谢68

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