基于μC/OS-II的远程配变监控终端软件系统的设计与实现

论文摘要

目前,数字化电表行业普遍存在设备功能单一,通讯能力差的问题。随着芯片价格和无线通讯费用的降低,更加人性化的电表产品即将面市。作者在深圳某公司实习时参与研发的“配变监控终端”就是一款响应市场需求,结合现代无线通讯技术、借助于高性能处理芯片开发出的多功能配变产品。论文结合项目背景,对研发中的系统设计,内核移植,模块设计,系统集成等方面进行了论述。展示了从需求分析、系统设计、功能模块设计实现到系统集成,整个基于μC/OS-II内核的嵌入式系统开发全貌,对研发中的问题提出了切实可行的解决办法。具有非常广泛的实用性和应用价值。为了让操作系统更加有效地服务于设备,作者对使用的操作系统内核进行了深入分析,完成了内核的移植,并结合内核和目标系统的特性,对内核进行了改造。液晶模块的设计中,为解决大量显示数据的组织和维护问题,作者在C程序设计中使用了面向对象思想。并通过一系列的分析处理,解决了显存空间大、数据解析时间效率差等问题。系统设计中结合项目和内核特点,采用了模块结构与分层结构相结合的策略,有效地缩短了系统的开发周期,同时兼顾了系统的稳定性和可移植性。集成调试方面,文章分析了“递增”集成方式的优势,以及如何使用驱动模块、选定集成顺序以降低系统调试难度、保证调试可靠性。由于理论与实践的紧密结合,研发工作如期完成并取得了非常好的效果。目前已通过某省级电力公司严格的性能检测,并稳定地运行于该公司的部分配电现场。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究的意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 GPRS 技术在远程配变监测系统中的应用现状
• 1.2.2 电力行业中嵌入式技术的应用现状
• 1.2.3 μC/OS-II 内核现状
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 2 μC/OS-II 基础
• 2.1 嵌入式操作系统基础
• 2.1.1 嵌入式实时操作系统
• 2.1.2 实时操作系统RTOS 的主要特性
• 2.1.3 实时操作系统RTOS 的关键技术
• 2.2 μC/OS-II 基础知识
• 2.2.1 μC/OS-II 任务的基本状态
• 2.2.2 μC/OS-II 的数据结构
• 2.2.3 处理器管理
• 2.2.4 时间管理
• 2.2.5 内存管理
• 2.2.6 任务间通信
• 2.3 本章小结
• 3 需求分析和总体设计
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 目前市场上存在的配变产品的缺点
• 3.1.2 目标设备的通讯环境
• 3.1.3 目标设备的功能概述
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 硬件功能分块与芯片选择
• 3.2.2 硬件总体设计
• 3.2.3 难点突破——多控制器的使用实现超低功耗
• 3.3 软件设计
• 3.3.1 操作系统的选择
• 3.3.2 系统总体设计
• 3.4 本章小结
• 4 μC/OS-II 在 Philips LPC2368 上的移植
• 4.1 编译环境和芯片简介
• 4.1.1 编译环境简介
• 4.1.2 LPC2368 简介
• 4.2 μC/OS-II 移植需要解决的问题
• 4.2.1 μC/OS-II 对移植环境的要求
• 4.2.2 移植μC/OS-II 需要明确的问题
• 4.3 μC/OS-II 在LPC2368 上的移植
• 4.3.1 代码移植
• 4.3.2 功能配置
• 4.3.3 内核改造
• 4.4 本章小结
• 5 显示模块的设计和系统整合
• 5.1 显示模块的设计
• 5.1.1 功能需求
• 5.1.2 硬件设计
• 5.1.3 软件实现策略
• 5.1.4 实际工程运用问题及解决办法
• 5.1.5 程序控制流程
• 5.1.6 难点突破——显存空间的节省与滚动菜单的实现
• 5.2 模块调试
• 5.2.1 驱动模块的编写
• 5.2.2 调试步骤的确定
• 5.3 系统整合与调试
• 5.3.1 优先级的确定
• 5.3.2 堆栈空间的分配
• 5.3.3 集成顺序的确定
• 5.4 项目实施效果
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录