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随着计算机技术与网络技术的快速发展,越来越多的控制设备都逐渐向小型化、高性能、低功耗、低成本方向发展。随着嵌入式系统的软硬件逐渐走向成熟与稳定,极大地丰富了仪器控制技术在嵌入式领域的发展。
WebLab系统是北方交通大学电子电路实验中心研制的一套远程电子电路实验教学系统。主要针对远程教育和电子电路实验教学的特点,为在远程教育中的学生提供了一种通过网络终端交互式地操作在远端实验室中的实验仪器和硬件实验电路的手段。该系统融合了网络技术、控制技术和数据库技术。
WebLab属于服务器/客户端的结构。服务器端由一台PC实现,负责网络通信数据库管理和本地实验仪器的控制;客户端通过网络上的PC机登录服务器,进行远程实验操作。
本文通过设计嵌入式系统硬件平台,并在硬件平台之上移植编写相关程序,使之成为嵌入式仪器网络控制器的基本平台,提供代替WebLab服务器端的方案。
硬件设计方面,本文详细介绍嵌入式处理器选型与嵌入式系统设计。以ARM7处理器S3C4480为核心,针对嵌入式仪器网络控制器进行外围电路的设计。在PCB设计中,充分分析了PCB布局布线与传输线效应。最终提供一个最小系统的调试方案。
软件方面,介绍了嵌入式系统交叉编译环境,详细说明了嵌入式操作系统μClinux的移植,嵌入式图形界面MiniGUI的移植,相关驱动程序的编写,提供了一套完整的软件解决方案。
最终,在提供的嵌入式软硬件平台之上,提出将嵌入式仪器网络控制器设计为三部分:仪器控制部分、GUI显示部分和远程/本地控制部分。