歐姆龍（廣州）汽車電子有限公司 許震東

廣東省人才市場(chǎng) 周 琳

基于Linux平臺(tái)的嵌入式動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的研究

歐姆龍（廣州）汽車電子有限公司 許震東

廣東省人才市場(chǎng) 周 琳

本文介紹了基于嵌入式ARM Linux 平臺(tái)上的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，通過編制一套工廠MES系統(tǒng)的監(jiān)控軟件，以便位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間信息的交互以及控制，使管理者能及時(shí)查詢工廠生產(chǎn)過程中的信息，實(shí)現(xiàn)透明化生產(chǎn)管理，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境是Linux Fedora 10版本，交叉編譯工具arm-linux-gcc-4.5.1，軟件Qtcreator,以及Qt編譯工具x86-qte-4.6.1_qmake、QtEmbedded-4.7.0-arm_qmake，和web 服務(wù)器安裝包boa-9.04.13等。

ARM Linux；MES；QT；boa服務(wù)器；動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

1.系統(tǒng)框架

所謂的嵌入式動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，個(gè)人理解，就是用戶通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控運(yùn)行在嵌入式設(shè)備上的操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化。本文所建立的就是基于嵌入式ARM Linux平臺(tái)上的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。如圖1所示：

圖1 嵌入式動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)圖解

本文主要研究?jī)?nèi)容有：基于ARM平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)AMR平臺(tái)的Linux移植；研究網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，編制符合一定要求的監(jiān)控軟件；研究嵌入式動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在工廠MES系統(tǒng)中的應(yīng)用；在ARM linux系統(tǒng)中構(gòu)建WEB服務(wù)器系統(tǒng)，以便管理者能及時(shí)查詢工廠生產(chǎn)過程的信息，實(shí)現(xiàn)透明化生產(chǎn)管理，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.嵌入式動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建

2.1 系統(tǒng)軟硬件組成

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，且軟硬件可裁減，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本嵌入式系統(tǒng)的硬件組成有：觸摸式LCD、USB接口、以太網(wǎng)接口、串口、SD卡。

系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)：帶OS軟件結(jié)構(gòu)為主機(jī)，連接各個(gè)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2.2 ARM平臺(tái)的Linux移植

嵌入式Linux系統(tǒng)的移植包括：Uboot移植、Linux內(nèi)核移植和文件系統(tǒng)移植。

主要需要以下幾個(gè)步驟：（1）X86平臺(tái)Linux開發(fā)環(huán)境的搭建；（2）建立交叉編譯環(huán)境及安裝好arm-linux-gcc編譯工具；（3）實(shí)現(xiàn)ARM平臺(tái)的Linux移植

2.3 制造執(zhí)系統(tǒng)MES在工業(yè)中的作用

隨著工廠車間系統(tǒng)復(fù)雜度的不斷提高，迫切需要利用最新的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造。本系統(tǒng)將移植Qt/Embedded圖形用戶界面（GUI）系統(tǒng)到嵌入式linux系統(tǒng)平臺(tái)，以解決被控系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)時(shí)、圖形化顯示問題，并通過建立web服務(wù)器，使管理層能通過以太網(wǎng)實(shí)時(shí)訪問到下位機(jī)的狀態(tài)信息。

2.4 在ARM Linux 平臺(tái)上編寫符合工廠車間設(shè)備的監(jiān)控軟件

本文利用Qt4.7.0版本，用Qt creator 設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的工廠車間工位的監(jiān)控界面，用QtEmbedded-4.7.0-arm_qmake 交叉編譯工具交叉編譯后移植到ARM板上。實(shí)現(xiàn)QT編寫經(jīng)過以下步驟：（1）在X86安裝Qt4.7.0，然后利用相關(guān)控件簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)出一個(gè)符合工廠車間的界面，并通過QT-qmake編譯。（2）用QT-arm_qmake交叉編譯以上所建好的工程，生成arm設(shè)備qt執(zhí)行文件。下載到arm板并進(jìn)行相關(guān)環(huán)境變量設(shè)置。（3）進(jìn)行槽函數(shù)編寫，并且連接信號(hào)與槽。

2.5 嵌入式Web服務(wù)器

實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化方法一般有三種，一是通過專用的嵌入式網(wǎng)關(guān)相聯(lián)，二是通過專用的Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，三是把標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)拓展到嵌入式設(shè)備中，由嵌入式系統(tǒng)自身實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器功能。本文采用的是基于ARM的微處理器S3C6410與linux相結(jié)合，構(gòu)建嵌入式Web服務(wù)器系統(tǒng)。

2.6 CGI應(yīng)用程序的編寫

CGI的基本原理：通用網(wǎng)關(guān)接口（Common Gateway Interface）是一個(gè)Web服務(wù)器主機(jī)提供信息服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)接口。通過CGI接口，Web服務(wù)器就能夠獲取客戶端提交的信息，轉(zhuǎn)交給服務(wù)端的CGI程序進(jìn)行處理，最后返回結(jié)果給客戶端。

2.7 Html頁(yè)面的設(shè)計(jì)

結(jié)合以上編程和移植，加上Html頁(yè)面設(shè)計(jì)，本課題最終結(jié)果如圖2所示。

圖2 嵌入式界面與網(wǎng)頁(yè)界面對(duì)比

3.總結(jié)

經(jīng)過本課題的研究與應(yīng)用，加深了現(xiàn)階段對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)一步的了解，在工作中，使用成本低廉的下位機(jī)作為終端，對(duì)控制UI加以改進(jìn)，控制程序加以優(yōu)化，便形成了一套智能的網(wǎng)絡(luò)終端，提高了員工在產(chǎn)線上的工作效率，提高了管理層領(lǐng)導(dǎo)對(duì)工作監(jiān)督、信息獲取的及時(shí)性。由于本人學(xué)識(shí)尚淺，有描述不足之處請(qǐng)加以指正。

[1]Gene Sally,著,郭旭,譯.Linux嵌入式系統(tǒng)高級(jí)程序設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社,2010,21(8):36-37.

[2]D.Q.FENG, H.B. YU ,J,X. JIN, etc.“EPA Rea-time Ethernet and Its Standardization”. Process Automation Instrumentation, 2005,26(9):1-3.

[3]K. Yaghmour,“Building Embedded Linux Systems”,. America,O’Reilly, 2004.

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