基于嵌入式Linux平台通信管理单元的研制
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摘要
随着后PC时代的到来,嵌入式技术已渗透到各行各业以及人们的日常生活中去。嵌入式技术的应用提高了变电站自动化系统的通信管理性能并且提供了高稳定性、低成本的解决方案。在分析了通信管理单元功能需求的基础上,采用“PC-104+Linux”为核心的通信管理单元软硬件平台,完成了嵌入式软件系统的移植和实现了通信管理的应用程序。
采用基于盛博科技(SBS)公司的SCM-7020(PC-104模块)主板作为目标机,将安装有RedHat Linux 9的PC机作为宿主机,建立嵌入式软件开发平台。按照系统要求对现有的Linux系统进行裁剪,给出了移植Linux内核以及建立嵌入式文件系统的方法及详细过程。同时,根据通信管理单元的功能需要,分析了Linux下进程间的通讯机制,并确定了适合本课题的进程间信息交换方式。分析了嵌入式图形软件包(Qt)下的系统调用与信号机制,软件定时器管理,中文界面显示等几个关键性技术问题。最后,完成了通信管理单元应用程序的详细设计。
With the coming of the Post-PC-Era, the embedded technology has soaked into every walk of life and people's daily life. The application of embedded technology will improve Communication Management Unit's (CMU) performance in substation automation system. And it provides high stability and low cost solution. Basing on the analysis for functional requirement of CMU, its software and hardware platform adoptted core of 'PC-104 + Linux', finished the transplant of embedded software system and carried out applied programme in communication management.
The design used SCM-7020(PC-104 industry module) as the target machine, and RedHat Linux 9 within PC will be used host machine, which establishes the embedded software development platform. In term of the requirement of system, Linux system should be reduced. The Transplant of Linux core, method and detailed process of constructing embedded file sytem were given. At the same time, according to the functional requirement of CMU, analyse Communication mechanism in between Linux processes, institute mode of information exchange between processes which will be the same with assignment. This paper introduced several important technologies which include system calling Qt, signal mechanism, management of software timer, Chinese interface and communications and so on. In the end, the detailed design of CMU's application program was finished.
采用基于盛博科技(SBS)公司的SCM-7020(PC-104模块)主板作为目标机,将安装有RedHat Linux 9的PC机作为宿主机,建立嵌入式软件开发平台。按照系统要求对现有的Linux系统进行裁剪,给出了移植Linux内核以及建立嵌入式文件系统的方法及详细过程。同时,根据通信管理单元的功能需要,分析了Linux下进程间的通讯机制,并确定了适合本课题的进程间信息交换方式。分析了嵌入式图形软件包(Qt)下的系统调用与信号机制,软件定时器管理,中文界面显示等几个关键性技术问题。最后,完成了通信管理单元应用程序的详细设计。
With the coming of the Post-PC-Era, the embedded technology has soaked into every walk of life and people's daily life. The application of embedded technology will improve Communication Management Unit's (CMU) performance in substation automation system. And it provides high stability and low cost solution. Basing on the analysis for functional requirement of CMU, its software and hardware platform adoptted core of 'PC-104 + Linux', finished the transplant of embedded software system and carried out applied programme in communication management.
The design used SCM-7020(PC-104 industry module) as the target machine, and RedHat Linux 9 within PC will be used host machine, which establishes the embedded software development platform. In term of the requirement of system, Linux system should be reduced. The Transplant of Linux core, method and detailed process of constructing embedded file sytem were given. At the same time, according to the functional requirement of CMU, analyse Communication mechanism in between Linux processes, institute mode of information exchange between processes which will be the same with assignment. This paper introduced several important technologies which include system calling Qt, signal mechanism, management of software timer, Chinese interface and communications and so on. In the end, the detailed design of CMU's application program was finished.
引文
[1]张建周,柏嵩.嵌入式高可靠性通信管理单元的设计[J].电力系统自动化.2007,31(16):92-98
[2]祁建华,乐秀.基于ColdFire处理器及μ Clinux系统的通信管理单元[J].江苏电程.2007,26(2):32-34
[3]许红蕊,姜波.基于实时操作系统μ C/OS-Ⅱ的通信管理单元的研发[J].计算机工与应用.2007,43(11):208-210,244
[4]高新华,谢盖益.PT-Handshaker变电站通信管理器的开发应用[J].广东电力.2002,15(1):50-51
[5]路小俊,吴在军.基于ARM平台及嵌入式实时操作系统的通讯管理机[J].电力自动化设备.2005,25(5):46-49
[6]王湘中,欧阳红林.变电站综合自动化系统中通信管理单元的研制[J].长沙水电师院学报.1999,14(4):328-330
[7]李卫,甘宁.便携式信息自动化综合调试系统[J].农村电气化.2007,(2):36-37
[8]金丹.应用新型嵌入式系统设计电力通信管理单元[J].电力自动化设备.2006,26(10):85-87
[9]徐伟.智能型电动机保护器工作原理及组网应用[J].电气时代.2006,(5):62-63
[10]郝海泉,边智刚.Windows XP Embedded在变电站通信管理单元中的应用[J].工业控制计算机.2006,19(5):23-24
[11]李旭,周军.电力通信管理系统中OPC模式的应用[J].河海大学常州分校学报.2006,20(1):45-48
[12]赵涌,陈光大.陡岭子水电站现地控制单元的通信管理[J].中国农村水利水电.2006,(5):120-121
[13]张军.基于Vxworks实时操作系统的串口通信程序设计与实现[J].微计算机信息.2006.5
[14]牛林 梁军.基于实时多任务操作系统的通信管理单元的总体方案设计及实施[J].继电器.2004,32(22):35-38
[15]于月平.220kV德州晏城变电站通信网络构成及分析[J].电力信息化.2007,5(4):40-42
[16]高峰,崔琪.分层模块化软件设计在变电站通信管理单元中的应用[J].电力自动化设备.2004,24(6):95-97
[17]贾洋,李磊.CSCW系统的群组通信管理单元制[J].计算机应用.2003,23(4):50-53
[18]李双勋,刘承宇.机房监控系统中通信管理单元的设计[J].电子工程师.2003,29(5):18-20,23
[19]史志鸿,晏运忠.基于Windows环境下的WH-11系列保护通信管理单元[J].继电器.2002,30(8):43-46
[20]尹祖江.加强网络安全的有效尝试:利用CISCO路由器的通信管理单元制构筑网络防火墙[J].互联网世界.2000,(5):45-46
[21]许先斌,熊慧君等.基于ARM9的嵌入式Linux开发流程的研究[J].微计算机信息(嵌入式与SOC).2006.22(4-2):87-89
[22]Trolltech Company.Qt/Embedded[EB/OL].http://www.trolltech.com/products/qt /embedded/
[23]胡浩.嵌入式Linux内核配置与文件系统的优化方法研究[D].中南大学硕士学位论文.2005
[24]徐明,李德华.嵌入式Linux环境下的外部设备扩展[J].计算机与数字工程.2007,35(9):71-72,142
[25]冯军,刘宏立.基于嵌入式Linux系统设备驱动程序的开发[J].电子产品世界.2007,(9):82,84,86
[26]王长安.一种嵌入式Linux实时实现[J].科学技术与工程.2007,7(15):3940-3942
[27]赵星星.嵌入式实时操作系统移植技术研究与应用[D].电子科技大学硕士学位论文.2007.4
[28]李晓峰,王雅辉.嵌入式Linux在分布式测控系统中的应用[J].微计算机信息.2007,(05z):4-5,13
[29]于海波,马林华.基于DOC的嵌入式Linux系统设计与实现[J].微计算机信息.2007,(05z):27-29
[30]李雪莉,张兆莉.面向嵌入式Linux系统的软中断设计与实现[J].微计算机信息.2007,(05z):61-62,26
[31]王存健,张建正.嵌入式Linux下Qt/Embedded的应用[J].计算机技术与发展.2006,16(11):179-181
[32]张方辉,王建群.Qt/Embedded在嵌入式Linux上的移植[J].计算机技术与发展.2006,16(7):64-66
[33]王作羽.Qt/Embedded下GUI应用程序开发[J].开放系统世界.2006,(6):93-100
[34]周佳淳.基于嵌入式Linux的汉字输入法[J].微计算机信息.2007,(17):10-11,40
[35]马季兰,刘勇单.嵌入式Linux操作系统的实时性研究[J].计算机技术与发展.2007,17(8):80-83,91
[36]Lennon,A.Embedding Linux[J].IEE Review.2001,47(3):33-37
[37]Embedded Linux SDK targets Windows developers[J].EDN.2001,(1):E49-E49
[38]Why Use Linux in Embedded and Real-Time Systems[J].Instrumentation & Control Systems.2000,73(3):67-67
[39]Holger Schubert.IEC 61850 cuts out substation confusion[J].Modern Power Systems.2004,24(4):47-51
[40]Advanced substation automation for Mexico[J].Modern Power Systems.1999,19(5):81
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