基于嵌入式Web的FPGA远程控制系统的研究与实现

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1、分类号：TP391．8lS24132单位代码：10005学密号：S200725017级：公开北京工业大学工程硕士学位论文题目英文并列壁笪金垒丛照Q卫星里g△B竺虫Q!星￡Q望!￡Ql量Y墨!星堡堡垒璺星堕Q坠题目E坐坠壁垒堕壁堕盟金坠曼金￡∑旦!=!旦￡塾坠Q!Q纽论文报告提交日期：2Q!Q生丝目职称：学位授予日期：授予单位名称和地址：jE塞』些太堂j量塞直塑田匡垩丕园!鲤呈▲rL■■■IF、●’．’-L．t，■■l、l独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意a‘．一。

3、‘签名：杰眭日期：2翌也：笸关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：．立fJ鱼导师签名：●厂——一二_～一摘要在自动化水平不断提高以及网络广泛应用的今天，嵌入式设备在远程控制领域中的应用使其功能日趋

4、强大。嵌入式设备具有处理性能好、体积小、可靠性高、功能强大、灵活方便等优点，如果可以将嵌入式设备接入Internet，使其具有网络通信能力，那么嵌入式系统会在远程监测、访问和控制方面发挥更大的应用潜力。嵌入式Web服务器技术便很好地解决了这一问题，它体积小、消耗资源少、功能强大。嵌入式Web服务器可对远程设备进行数据采集、监测、i数据通信和控制操作等，利用嵌入式Web服务器将远程设备接入Internet是实现远程控制的关键技术。目前，国内外的许多科研机构以及高校等都在远程控制领域进行了深入的研究与实验，并取得了许多有价值的科研成果，有些成果已经为我们的生产生

5、活带来了极大的方便。远程控制所采用的方式是多种多样的，比如，红外，蓝牙，互联网等。随着网络技术的普及，互联网已经成为我们生活的基础设施之一，人们已经不再满足于小范围内，近距离的控制，更希望将控制扩展到网络，这样一来人们便可以不受距离的限制，随时随地的就可以对远程设备进行控制操作、数据监测等。与此同时，如何利用Internet来进行远程控制已经成为远程控制领域中的重点问题，并且已经出现了许多相关的解决方案。FPGA芯片可重复编程，易于开发，成本低，周期短，功能强大，这使得FPGA芯片技术得到迅速发展，性能越来越高，已经成为嵌入式系统的基础元件之一。与此同时，高

6、端芯片技术在FPGA上的应用，功能强大的处理器核以及FPGA设计开发工具趋于完善，这些使得FPGA已经被用来实现系统的主要功能。以FPGA为基础的芯片技术已经成为嵌入式电路设计的首选，它已经融入到人们的生活，并且在医疗、航天、汽车、家电以及科研等众多领域中起到了举足轻重的作用。因此，利用FPGA开发设计用于远程控制的嵌入式系统备是一项很有价值和实际意义的工作。本课题主要研究并设计基于FPGA芯片开发的用于远程控制的嵌入式系统设备，并将嵌入式Web服务器接入远程控制系统，使嵌入式系统设备自身能够接入网络，具有TCP／IP通信功能。本课题由两部分组成，FPGA远

7、程控制模块与嵌入式WEB服务器模块，两部分可以分开独立工作。其中FPGA远程控制模块作为主控系统，基于XilinxSpartan3E系列FPGA芯片，搭建PicoBlaze处理器软核，配合传感器通信协议P核与串行通信Ⅲ核独立进行数据采集与控制操作工作。另外加入FLASH存储器及SDRAM暂存器提供数据与逻辑的存北京下、世大学工学颀十学位论文储。嵌入式WEB服务器模块基于Samsung$3C4510B处理器，在其基础上移植uClinux嵌入式操作系统。并搭建嵌入式服务器Boa，并应用CGI接口程序建立客户交互界面。为FPGA控制模块提供网络交互平台，可以进行远

8、程的监视与控制功能。最终实现基于嵌入式Web服务器的FPGA远程控制系统。综上所述，本文提出了利用网络进行远程控制的一种解决方案，根据特定的远程设备，本文实验所用设备为热水壶，设计了相应的FPGA远程控制系统，并解决了远程控制系统接入网络的关键问题，使用嵌入式Web服务器技术。本文研究并设计了整个嵌入式Web的FPGA远程控制系统，由于系统的扩展性良好，此方案不仅可以用于家用电器，还可以在其他领域中应用。并且对远程控制在其它领域的研究上起到了非常大的实际应用意义。同时，基于网络的远程控制必将成为未来的发展趋势，有着无比广阔的市场需求和发展前景。关键词：远程控

9、制；FPGA；嵌入式WebAbstractToday