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基于嵌入式Linux的航行参数记录仪的设计
| 论文题名： | 基于嵌入式Linux的航行参数记录仪的设计 |
| 关键词： | 嵌入式Linux;航行参数记录仪;MySQL数据库;海运业;数据采集;驱动程序 |
| 摘要： | 多年来，海难事故频发一直困扰着海运业。要在广袤的大海中寻找遇难船只并且真实分析、判断事故的真正原因，必须依靠记录设备来记录船舶的运行记录。在国内外都对船舶VDR的安装做了强制的规定，欧洲从2002年开始就规定必须安装VDR。因此，开展对VDR的研究就显得非常重要。 论文工作主要包括如下内容:在理论方面，深入了解了嵌入式Linux的应用特点以及根据设计需要选取处理器应该考虑的因素。对嵌入式Linux驱动程序、设备驱动程序与内核的接口和字符型设备驱动做了详尽的研究，结合设计需要并根据嵌入式数据的特点，选取MySQL作为本设计的数据库系统，接着对嵌入式以太网技术做了详尽的分析和理解。硬件设计方面，提出了对本系统的功能要求和系统最终达到的性能指标。设计了基于BCM2835为主控制器的硬件电路，包含各个系统子模块GPS数据采集接口、状态参数采集子系统、温度采集子系统、雷达图像采集接口、USB和网络接口、存储接口、报警模块、水下信标和电源的设计。软件设计方面，详细探讨了嵌入式Linux系统在基于BCM2835主控的移植，嵌入式MySQL数据库在Debian的安装和配置以及设置Python与MySQL的程序接口，移植USB转UART的驱动程序，移植温度传感器的一线式总线驱动程序。经测试验证，其驱动程序实现了GPS数据采集终端与主控制器的通信，测试实现了服务器端与客户端利用Python语言进行Socket通信，验证了DS18B20与主控制设备间数据传输的正确性，验证完成了采用Python语言调用MySQL的数据库接口入库和查询操作。 论文对国内外航行参数记录仪现状进行了研究，针对目前VDR系统中存在的问题，提出了本论文所研究的VDR系统总体设计方案。在解剖了嵌入式Linux技术和字符设备驱动程序设计的基础上、选取BCM2835芯片作为嵌入式微处理器、MySQL作为嵌入式数据库、TCP/IP协议作为数据传输协议。在此基础上确定了相应的硬件器件和软件开发平台，确定了通过以太网络接口接收各种采集数据，并把数据插入到数据库中进行最终保存的实现方案，从而为完成航行参数记录仪功能中的数据采集、处理、编解码、入库和提取、系统自身运行状态的检测和告警等功能奠定了基础。软件涉及到嵌入式系统Debian的移植、MySQL数据库配置和与Python的连接、移植USB转UART的驱动程序、移植GPS模块驱动、移植DS18B20驱动等。 测试表明，理论研究的相关结果基本与实际电路的工作和测试结果相符。本论文的工作为航行参数记录仪进一步的设计提供了一定的参考和借鉴。 |
| 作者： | 陈虎 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 陈金鹰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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