基于ARM和uC/OS-Ⅱ的远程监控系统研究与实现

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近年来,嵌入式技术发展迅速,已经渗透到工业控制、智能设备以及电子消费品等人们日常生活的各个领域,而Internet技术也取得了巨大的发展,为人们所广为接受,于是嵌入式技术和Internet技术相结合形成的嵌入式Internet技术适时地出现了,并且成为实现远程控制、信息共享的关键技术。本文对以嵌入式Internet为核心技术的远程控制系统展开研究。首先介绍远程控制系统的概念、工作模式和研究现状,然后分析了嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ的工作原理并描述了把它移植到三星公司ARM7TDMI芯片S3C44B0X上的过程,为嵌入式TCP/IP协议栈实现提供了操作系统支持。接着,开发了网络接口芯片RTL8019AS的驱动程序,实现了TCP/IP协议栈的网络接口层。然后在此基础上实现协议栈的IP协议、ARP协议、ICMP协议、UDP协议、TCP协议等几个核心协议。为了适应嵌入式系统有限的内存资源和较慢的CPU处理速度,在协议栈的实现过程中,对各协议进行了有效的裁剪;采用了一次拷贝技术来减少数据包在内存中被拷贝的次数;采用了跨层技术实现协议栈各层之间信息共享和直接交互;结合uC/OS-Ⅱ提出了一种高效的协议栈模块结构和内存管理机制;特别是,针对TCP/IP协议栈缺乏安全机制的事实,分析了各协议的安全漏洞,在协议的实现过程中部分的填补了漏洞,并且提出了如SYNFLOOD攻击检测算法等利用协议栈漏洞的攻击应对机制。最后,结合具体项目《船艇码头油水电供给远程监控系统》的研制,分析了该系统的结构和各功能模块,设计了监控子系统与主控制台的通信协议。然后,基于嵌入式TCP/IP协议栈实现了HTTP协议,在此基础上又设计了一个小型的WebServer来实现远程客户对码头监控系统的远程控制和操作。
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