嵌入式操作系统在Arduino平台部署实现的研究

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1、硕士学位论文嵌入式操作系统在Arduino平台部署实现的研究作者姓名苏强卫学科专业计算机科学与技术指导教师赖晓铮副教授所在学院计算机科学与工程学院论文提交日期2018年4月ResearchondeploymentofembeddedoperationsystemonArduinoplatformADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SuQiangweiSupervisor：Prof.LaiXiaozhengSouthChinaUniv

2、ersityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP3学校代号：10561学号：201520130868华南理工大学硕士学位论文嵌入式操作系统在Arduino平台部署实现的研究作者姓名：苏强卫指导教师姓名、职称：赖晓铮、副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：计算机科学与技术研究方向：移动物联网论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月31日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：蔡宏民委员：赵跃龙俞鹤伟何克晶马千里华南理工

3、大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所。除了文中特别加以标注引用的内容外取得的研究成果，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名日期：Ｍ年６月３曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮Ｐ：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。

4、学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文一。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密，（校保密委员会审定为涉密学位时间：年日）＿＿月＿于＿年＿月＿日解密后适用本授权书。０不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子

5、杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。“”请在以上相应方框内打Ｖ（）作者签名，曰期指导教师签名：日期：作者联系电话：电子邮箱：联系地址（含邮编）：摘要现今的物联网技术正经历着日新月异的发展，物联智能的概念已经深入人心，人们的工作、学习和娱乐都离不开与物联智能设备的交互，而物联设备的基础是嵌入式技术。Arduino作为嵌入式中的重要一员，有着跨平台开源、便捷、门槛低等特点，而创建以来一直受到专业开发人员和广大电子爱好者的青睐

6、。Arduino平台屏蔽了底层硬件的差异，为用户提供了统一的编程接口，使得用户只需要关注上层应用开发，但是平台并没有嵌入式操作系统的相应部署实现，开发模型过于单一，不能胜任过于庞大复杂的项目工程。本文致力于将嵌入式操作系统在Arduino虚拟机平台上进行部署实现的研究，选用Contiki嵌入式操作系统作为研究示例对象，并且在ESP8266和STM32两种具有截然不同的处理器硬件上进行验证，在Arduino平台上实现了具备多任务、多线程和具备网络协议栈功能的编程架构，改进了Arduino平台的不足。本

7、文的具体研究如下：1、以Contiki嵌入式操作系统为代表在Arduino虚拟机平台上的部署实现研究：针对Contiki嵌入式操作系统的Protothreads多线程内核、Coffee文件系统和uIP网络协议栈分别进行原理与技术实现上的解读，在对Contiki操作系统在Arduino虚拟机平台上的实现性分析的基础上提出切实可行的部署实现方案，并在ESP8266和STM32F103RB上进行验证。2、MQTT协议Arduino物联系统应用测试：为了验证Arduino虚拟机平台嵌入式操作系统部署实现方案

8、的可行性，在实现了Contiki操作系统Arduino虚拟机平台的基础上，在硬件设备上以多线程、多任务的编程方式实现MQTT协议，结合微信小程序和MQTT服务器实现对硬件设备进行远程控制与数据读取显示，验证了本论文基于Arduino虚拟机平台嵌入式操作系统部署实现方案的实际应用可行性。3、硬件在Arduino平台上的移植研究：由于本论文方案的研究基础是硬件已经具备Arduino虚拟机平台的支持，而对于不具备Arduino平台支持的硬件，论文的研究工作也可以正常进行。本