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基于无线传感网络操作系统底层平台及内存管理的研究

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基于无线传感网络操作系统底层平台及内存管理的研究

作者：吴福青中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着集成智能传感器技术、微机电系统技术和网络通讯技术的快速发展,一种全新的信息获取处理技术,无线传感器网络由此产生,它的诞生就在国际上备受关注,并且它被认为是21世纪最重要的技术之一。无线传感网络操作系统技术是无线传感网络... 详细信息

随着集成智能传感器技术、微机电系统技术和网络通讯技术的快速发展,一种全新的信息获取处理技术,无线传感器网络由此产生,它的诞生就在国际上备受关注,并且它被认为是21世纪最重要的技术之一。无线传感网络操作系统技术是无线传感网络的支撑技术之一,是无线传感网络的基本平台和环境,也是开发应用程序的基础。无线传感网络操作系统底层平台又是操作系统的技术关键,它是操作系统及其应用软件同操作系统的硬件的重要连接,针对无线传感网络操作系统底层平台的研究又有着重要的意义;其次,无线传感网络操作系统的内存管理是保护系统资源合理分配,保证系统的可靠性有着重要的意义。目前,对WSN的研究主要集中在通信协议、能耗管理、定位算法以及体系结构设计上,它们占无线传感网络研究的绝大部分,而针对无线传感网络操作系统的研究却相对较少,尤其是对其底层平台的研究就更少了,所以针对无线传感网络操作系统底层平台的研究就有了更广阔的空间;其次,在内存管理方面,嵌入式操作系统不像在传统的Windows和Linux桌面操作系统,有自己完善的内存管理机制,它的有限资源和低成本,对其内存管理的研究又有了更多难点和挑战。本论文研究内容源于本实验室承担的国家自然科学基金重点项目“月球探测系统的建模、传感、导航和控制基础理论及关键技术研究(60535010)”。本论文主要是针对无线传感网络操作系统的底层平台和内存管理进行研究。首先介绍了无线传感网络及无线传感网络操作系统的发展现状和基本理论,文中着重研究无线传感网络底层平台,对其无线通讯模块、无线通讯的过程以及DMA通道的配置进行研究,并实现了数据传输的两大硬件通讯模块的驱动程序。其次,操作系统内存管理模块结合μC/ OSII内存管理的实现方法,提出新的数据结构,并根据新的数据结构,实现更好的内存分配和回收机制。在文章的最后,实现了人机交互的控制平台,并针对操作系统实现了系统测试,检验操作系统实现的功能。

关键词：无线传感网络无线传感网络操作系统底层平台内存管理 μC/OSII 人机交互

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机床装备监控系统可配置底层平台设计与实现

机床装备监控系统可配置底层平台设计与实现

作者：李月月重庆大学

学位级别：硕士

机床装备作为制造业的基础生产设备,在智能化、网络化、信息化制造的大趋势下,对其加工过程中的可靠性、可视化、低能耗、低成本及环境保护等要求越发严格,为更好的保障这些性能要求,完善的测量技术与高效的监控系统是不可或缺的。虽然... 详细信息

机床装备作为制造业的基础生产设备,在智能化、网络化、信息化制造的大趋势下,对其加工过程中的可靠性、可视化、低能耗、低成本及环境保护等要求越发严格,为更好的保障这些性能要求,完善的测量技术与高效的监控系统是不可或缺的。虽然目前在机床装备监控方面有较多研究,但仍然存在监控目标有限、监控系统通用性、兼容性差以及缺乏对机床辅助设备、外围设备的控制等问题,其本质上是监控系统底层平台缺乏可配置性。为此,本文设计并实现了可配置底层平台,以满足多种机床装备及其辅助设备的多种监控需求。论文首先对监控系统底层平台的基本需求及其可配置性需求进行了分析,在此基础上,设计了可配置底层平台的总体方案,将底层平台划分为输入采集模块、输出控制模块、通信传输模块以及系统配置模块。其中输入采集模块能够实现开关量、多类型模拟量等的可配置采集;输出控制模块能够实现高/低电平、SPWM波、直流电压等多种控制形式的可配置输出;通信传输模块支持RS485、CAN、以太网三种传输形式的可配置。接下来,论文重点对可配置底层平台的关键技术进行了研究,包括机床多类型信号归一化适配技术,解决多类型信号输入底层平台时的不匹配问题;两级DMA传输方案以及改进的数字滤波算法实现多传感器采集过程中对实时、准确、高速的要求;制定了数据与指令传输的通信协议以及底层平台的存储机制,确保数据与指令传输的可靠性;基于XML语言,设计了底层平台的可配置方案。之后,论文确立了以STM32F407为底层平台的核心控制器,对可配置底层平台的软、硬件实现进行了研究,其中硬件实现部分设计了基于机床PLC的开关量信号采集电路、基于继电器的机床开关量控制电路、基于采样保持器的多路模拟量输出控制电路、通信传输电路以及可配置电路等;软件实现部分,通过MDK5完成了各类型数据的输入采集程序、多种控制形式的输出程序以及通信传输程序,使用Qt5.7开发了可配置用户界面,生成XML形式的配置文件,便于用户的配置操作。最后,设计了多组测试实验,对可配置底层平台的各个功能模块进行了测试,验证了该可配置底层平台能够通过灵活配置实现对多种机床装备的多类型参数的采集与传输,以及能够将上层平台发送的控制指令进行解析转换为具体的输出控制形式,从而作用于指定设备。

关键词：底层平台输入采集输出控制通信传输可配置

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基于STM32的物联网底层平台研究与测试

沈阳工程学院学报（自然科学版） 2017年第4期13卷 370-375页

作者：周玮董全德宋启祥宿州学院信息工程学院安徽宿州234000

为了解决物联网底层的数据收发问题,以STM32增强型系列控制器为基础,结合CC2541低功耗片载系统设计了物联网底层无线数据收发系统。该系统可以与手机一样进行短信编辑操作,机器能够通过自定义用户名来区别其他用户,实现了任意两节点之... 详细信息

为了解决物联网底层的数据收发问题,以STM32增强型系列控制器为基础,结合CC2541低功耗片载系统设计了物联网底层无线数据收发系统。该系统可以与手机一样进行短信编辑操作,机器能够通过自定义用户名来区别其他用户,实现了任意两节点之间的短信数据通信以及串口对PC的数据通信。设计了数据收发的硬件结构、CC2541片载通信、PC通信的USART驱动和连接M CU与CC2541的SPI驱动。经测试,该系统能够实现物联网底层数据通信需求,有一定应用价值。

关键词： STM32 底层平台物联网

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无线传感器网络底层平台的深层研究

单片机与嵌入式系统应用 2013年第7期13卷 1-4页

作者：李波电子科技大学成都611731

无线传感器网络应用一般需要无线操作系统的支撑,才能有效地管理和调度资源,提高系统的效率。无线传感器网络的底层平台是连接上层软件和底层硬件的桥梁,是无线操作系统研究的重要技术之一。合理的底层平台能够提高系统的兼容性、稳定... 详细信息

无线传感器网络应用一般需要无线操作系统的支撑,才能有效地管理和调度资源,提高系统的效率。无线传感器网络的底层平台是连接上层软件和底层硬件的桥梁,是无线操作系统研究的重要技术之一。合理的底层平台能够提高系统的兼容性、稳定性、可移植性和开发效率。本文主要研究了无线传感器网络操作系统的底层平台,对无线模块、US-ART、SPI、中断和定时器进行了详细介绍。

关键词：无线传感器网络底层平台 STM32 CC2520

符合IEC61131-3标准的新型可编程控制器——底层平台关键技术研究与设计

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符合IEC61131-3标准的新型可编程控制器——底层平台关键技术研究...

全国第二届嵌入式技术联合学术会议

作者：王海飞蒋平朱劲董和刚同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系

介绍符合 IEC61131-3标准的 PLC 控制系统概念,研究能实现 PLC 软逻辑功能的底层平台关键技术,并设计一种基于 STR912ARM 平台的通用控制器,对 PLC 控制系统设计具有很好的参考价值。

关键词： IEC61131-3 可编程控制器底层平台关键技术 STR912ARM

来源： cnki会议评论

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智慧露天矿山底层平台构建

工矿自动化 2020年第12期46卷 116-119页

作者：王猛马晓燕国承斌辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 陕煤集团神南产业发展有限公司陕西神木719300 深圳市智物联网络有限公司广东深圳518000

指出了目前我国智慧露天矿山建设中存在的主要问题,即系统独立、人工管控为主、灾害监测被动执行和缺乏智能分析。归纳了智慧露天矿山内涵,认为智慧露天矿山是一个万物互联、平台融合、智慧驱动的大系统。提出了基于工业物联网云操作系... 详细信息

指出了目前我国智慧露天矿山建设中存在的主要问题,即系统独立、人工管控为主、灾害监测被动执行和缺乏智能分析。归纳了智慧露天矿山内涵,认为智慧露天矿山是一个万物互联、平台融合、智慧驱动的大系统。提出了基于工业物联网云操作系统的智慧露天矿山底层平台:①实时数据由高级可编程适配器通过Modbus/OPC/PPI/MPI等工业协议获得,离线数据按现场工作需要进行手工录入,数据接入露天矿山企业现有企业资源计划或制造执行系统,实现外部数据无缝连接。②以工业物联网云操作系统MixIOT为平台,按照数据不同来源,建立栅格数据库、离线数据库、统计数据库、报表数据库等,实现露天矿山各类数据路由、交换、存储,同时通过工业数据分析服务系统对露天矿山生产设备运行进行分析。分析了实现智慧露天矿山底层平台所依托的三大关键技术,即数据获取技术、数据分析服务技术和应用展示技术。

关键词：露天矿智慧矿山智慧露天矿山底层平台工业物联网云操作系统

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基于分布式系统的地震数据处理平台

核电子学与探测技术 2006年第2期26卷 187-190页

作者：王娟刘俊民盖磊张波许进西北核技术研究所数据处理研究室陕西西安710024

基于分布式应用控制系统的地震数据处理平台是针对地震数据处理的特点设计的。该平台为地震数据处理提供了一个分布处理的框架,支持地震数据的自动处理和交互分析,把分布于各个工作站上的UNIX软件进程连接为一个统一的、一致的处理分析... 详细信息

基于分布式应用控制系统的地震数据处理平台是针对地震数据处理的特点设计的。该平台为地震数据处理提供了一个分布处理的框架,支持地震数据的自动处理和交互分析,把分布于各个工作站上的UNIX软件进程连接为一个统一的、一致的处理分析平台。该平台的建立,大大加快了地震数据处理的速度。

关键词：分布式系统地震数据处理底层平台

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拥抱业务新型态

软件和集成电路 2016年第4期 20-21页

作者：程元 HPE

许多人正在拥抱业务新型态，在业务新型态中，底层平台通过自动化、开放、优化、敏捷以及分析驱动，来实现数字化业务运营。

关键词：业务新型态底层平台数字化业务运营现代IT基础架构

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基于群集技术的数据集中管控系统

计算机与数字工程 2021年第8期49卷 1609-1611,1706页

作者：李本刚江苏自动化研究所连云港222061

为了预防敌对组织对我国核心企业的信息窃取及信息攻击,研究了一种在计算机的操作系统之上去架构化的底层基础平台构建方法。该方法基于群集技术,通过优先级别更高的底层平台建设对操作系统进行管控,并提供安全可控的内部操作应用环境,... 详细信息

为了预防敌对组织对我国核心企业的信息窃取及信息攻击,研究了一种在计算机的操作系统之上去架构化的底层基础平台构建方法。该方法基于群集技术,通过优先级别更高的底层平台建设对操作系统进行管控,并提供安全可控的内部操作应用环境,使用底层的方式直接对数据进行统一集中存储和管控,实现数据集中管理、加密存储、传输、处理,实现保障信息安全的目的。

关键词：群集技术底层平台安全可控