嵌入式軟件項(xiàng)目案例分析ppt課件

1、嵌入式軟件工程案例分析 鄒昕光哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動化測控所 聯(lián)絡(luò)：86432 - 8605： Agenda數(shù)碼電子交警系統(tǒng)以太網(wǎng)流量發(fā)生器工業(yè)數(shù)據(jù)采集控制和管理系統(tǒng)工程簡介交通監(jiān)視與機(jī)動車闖紅燈抓拍系統(tǒng)采用高分辨率數(shù)碼相機(jī)需求分析對違章車輛進(jìn)展檢測和拍照記錄違章的信息：時間、地點(diǎn)等等傳輸照片給遠(yuǎn)程控制端系統(tǒng)構(gòu)造模塊分解前端路口車輛檢測及拍照與通訊子系統(tǒng) 控制管理中心子系統(tǒng)子模塊功能前端路口車輛檢測及拍照子系統(tǒng)由嵌入式系統(tǒng)、地感線圈檢測安裝、高精度數(shù)碼相機(jī)和相關(guān)通訊附件組成。微電腦芯片檢測地感線圈的信號變化，及時準(zhǔn)確地發(fā)出車輛違章信號?？刂茢?shù)碼相機(jī)的快門和閃光。相片

2、存儲在SM卡中。綠燈亮后，相片經(jīng)過USB接口進(jìn)展轉(zhuǎn)存。轉(zhuǎn)存入控制主機(jī)的存儲器內(nèi)。照片傳輸?shù)竭h(yuǎn)端控制中心。子模塊功能子模塊義務(wù)劃分自動拍照義務(wù)照片下載義務(wù)自動遠(yuǎn)傳義務(wù)自動拍照義務(wù)w義務(wù)描畫：控制相機(jī)對闖紅燈的車輛進(jìn)展拍照w任務(wù)原理照片下載義務(wù)w義務(wù)描畫：將數(shù)碼相機(jī)中的照片下載到主控系統(tǒng)的存儲器中w任務(wù)原理自動遠(yuǎn)傳義務(wù)w義務(wù)描畫：上傳違章照片w任務(wù)原理子模塊功能控制管理中心子系統(tǒng)接受數(shù)碼相機(jī)轉(zhuǎn)存的照片。將違章時間地點(diǎn)和違章現(xiàn)場的數(shù)據(jù)保管在照片中。事后對照片進(jìn)展分揀。子模塊義務(wù)劃分中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)違章照片接納系統(tǒng)違章照片分揀系統(tǒng)車輛檔案加鎖解鎖系統(tǒng)處分管理系統(tǒng)銀行聯(lián)網(wǎng)對帳系統(tǒng)違章檔案備份系統(tǒng)公共查詢系

3、統(tǒng)統(tǒng)計報表系統(tǒng)模塊間交互前端嵌入式系統(tǒng)可以經(jīng)過線、ISDN、DDN或光纖等多種方式將照片轉(zhuǎn)存至遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心效力器。Agenda數(shù)碼電子交警系統(tǒng)以太網(wǎng)流量發(fā)生器工業(yè)數(shù)據(jù)采集控制和管理系統(tǒng)工程簡介一個基于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)。可以測試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的吞吐量，延遲等參數(shù)。需求分析生成特定的數(shù)據(jù)幀 幀類型：MAC、IP或PING。 幀長度：641518字節(jié)。超短幀長：60字節(jié)，超長幀長：1520字節(jié)。 幀速率：大于0的恣意整數(shù)。 能否為廣播幀：TURE/FALSE 目的IP地址：32bits數(shù)據(jù)。搜集測試信息網(wǎng)絡(luò)總體利用率。 網(wǎng)絡(luò)整體幀速率監(jiān)視本身任務(wù)形狀 心跳控制系統(tǒng)構(gòu)造模塊分解流量發(fā)生模塊幀

4、構(gòu)造模塊幀發(fā)送模塊幀插入間隔模塊以太網(wǎng)接納掛鉤處置模塊流量停頓模塊統(tǒng)計模塊流量發(fā)生模塊w模塊描畫：變量初始化、調(diào)用幀構(gòu)造函數(shù)、加載以太網(wǎng)掛鉤處置函數(shù)，發(fā)起兩個義務(wù)：幀發(fā)送義務(wù)和插入時間間隔義務(wù)，最后前往。w任務(wù)過程：幀構(gòu)造模塊w模塊描畫：根據(jù)用戶指定產(chǎn)生不同的幀。w任務(wù)過程：幀發(fā)送模塊w模塊描畫：將構(gòu)造好的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。w任務(wù)過程：幀插入間隔模塊w模塊描畫：w讓系統(tǒng)按照指定的幀速率發(fā)送數(shù)據(jù)幀。w任務(wù)過程：統(tǒng)計模塊w模塊描畫：w根據(jù)接納到的數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的信息，利用相應(yīng)的統(tǒng)計方法計算關(guān)于網(wǎng)絡(luò)性能的一些統(tǒng)計參數(shù)。監(jiān)控模塊w模塊描畫：w 監(jiān)控本身能否正常任務(wù)以及通訊對方能否任務(wù)正常。w任務(wù)原理w 利用

5、軟件或硬件看門狗來監(jiān)控本身能否正常任務(wù)，假設(shè)沒有正常任務(wù)，那么及時重新啟動。w 利用心跳機(jī)制監(jiān)控通訊對方能否正常任務(wù)，假設(shè)沒有正常任務(wù)，那么報警。以太網(wǎng)接納掛鉤處置模塊模塊描畫：加載VxWorks提供的以太網(wǎng)接納掛鉤函數(shù)etherInputHookAdd和卸載VxWorks提供的以太網(wǎng)接納掛鉤函數(shù)etherInputHookDelete流量停頓模塊模塊描畫：設(shè)置流量停頓標(biāo)志位，卸載以太網(wǎng)掛鉤函數(shù)模塊間交互幀發(fā)送模塊和幀插入間隔模塊交互執(zhí)行，優(yōu)先級一樣。流量停頓模塊卸載以太網(wǎng)接納函數(shù)。Agenda數(shù)碼電子交警系統(tǒng)以太網(wǎng)流量發(fā)生器工業(yè)數(shù)據(jù)采集控制和管理系統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控和管理系統(tǒng)w工業(yè)數(shù)據(jù)的采集

6、，監(jiān)控，管理系統(tǒng)。w用戶可以在工業(yè)現(xiàn)場和遠(yuǎn)程對數(shù)據(jù)進(jìn)展監(jiān)控與對工業(yè)設(shè)備進(jìn)展現(xiàn)場和遠(yuǎn)程控制。w良好的人機(jī)交互界面。w基于多種通訊鏈路。工業(yè)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控和管理系統(tǒng)w數(shù)據(jù)采集模塊 Data Acquisition - DAQw控制模塊 Control System w系統(tǒng)管理模塊 System Management System - SYSMw用戶接口模塊 User Interface - UI數(shù)據(jù)采集模塊 DAQw傳感器 采集待監(jiān)控物理量。熱電偶、力傳感器、加速度計、線性差動變壓器。丈量溫度、機(jī)械應(yīng)力、加速度以及位移。w信號處置階段。信號放大、減少、過濾及隔離處置。w數(shù)據(jù)采樣、存儲以及分析。w結(jié)果

7、上報，異常報警。w接納SYSM發(fā)送的命令，包括取樣率、分析參數(shù)等命令，并執(zhí)行。數(shù)據(jù)采集模塊 DAQw中型嵌入式系統(tǒng)。w對時間有嚴(yán)厲的要求，需求運(yùn)用搶占式系統(tǒng)內(nèi)核。w經(jīng)過Ethernet或其他工業(yè)級聯(lián)網(wǎng)接口，如：RS485、DeviceNet、ARCnet、Modbus、Profibus或Interbus。w運(yùn)用CompactFlash或固有的flash設(shè)備引導(dǎo)，運(yùn)用RAM磁盤或CRAMFS存儲數(shù)據(jù)。w運(yùn)用固定IP地址。 控制模塊 Controlw將SYSM發(fā)送的命令送達(dá)控制的硬件，并監(jiān)控硬件對命令的反響。w向SYSM報告目前硬件的任務(wù)形狀。控制模塊 Controlw中型嵌入式系統(tǒng)w具有可以控制

8、硬件的接口。w從CompactFlash或CFI Flash設(shè)備引導(dǎo)，運(yùn)用RAM磁盤或CRAMFS存儲數(shù)據(jù)。w對時間有嚴(yán)厲的要求，需求運(yùn)用搶占式系統(tǒng)內(nèi)核。w具有固定IP地址。系統(tǒng)管理模塊 SYSMw整個系統(tǒng)的控制管理中心。w在A鏈路上，SYSM模塊從DAQ模塊取回數(shù)據(jù)，存儲全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)。對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)展分析。根據(jù)分析的結(jié)果和過程控制的現(xiàn)行形狀，對控制模塊下達(dá)控制命令。w在B鏈路上，提供DHCP效力，讓各個UI模塊啟動時可以懇求到IP地址；將適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)送至UI模塊以便顯示，接納UI模塊的控制命令，命令分為兩類：一類控制SYSM本人，比如發(fā)送或停頓發(fā)送特定的數(shù)據(jù)給UI。另一類控制數(shù)據(jù)采集或控制模

9、塊。SYSM解析并轉(zhuǎn)發(fā)這類命令給相應(yīng)的目的。 系統(tǒng)管理模塊 SYSMw對外部網(wǎng)絡(luò)提供HTTPS和SSH效力。HTTPS效力讓外部且經(jīng)過認(rèn)證的用戶經(jīng)過網(wǎng)頁及表單，設(shè)定或監(jiān)控整個系統(tǒng)。SSH效力讓維護(hù)人員可以從遠(yuǎn)程登陸系統(tǒng)進(jìn)展問題排除以及晉級，可以同時降低設(shè)備制造商和客戶的維護(hù)費(fèi)用。系統(tǒng)管理模塊 SYSMw大型嵌入式系統(tǒng)。w具有三個網(wǎng)絡(luò)接口：一個用在DAQ和控制模塊上，即控制鏈路A；一個用在用戶接口上，即控制鏈路B；一個用在外部網(wǎng)絡(luò)上。w運(yùn)用硬盤引導(dǎo)，并且具有傳統(tǒng)任務(wù)站或效力器全部的特性，包括交換的功能。w對時間有嚴(yán)厲的要求，需求運(yùn)用搶占式系統(tǒng)內(nèi)核。w外部訪問需求加密和認(rèn)證，可以思索運(yùn)用SSL/TLS協(xié)議。w具有固定IP地址。用戶接口模塊 UIw經(jīng)過SYSM定時或非定時取回感興趣的數(shù)據(jù)。w假設(shè)收到緊急事件會立刻顯示。w發(fā)送用戶的控制命令給SYSM。用戶接口模塊 UIw小型嵌入式系統(tǒng)。w經(jīng)過flash設(shè)備引導(dǎo)或經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)。w地址動態(tài)經(jīng)過DHCP協(xié)議獲得。w需求經(jīng)過認(rèn)證UI才干注冊到SYSM中。額外功能w需求不斷驗(yàn)證各個系統(tǒng)部件的連通性。從其他模塊向SYSM模塊送出keepalive信號或運(yùn)用看門狗定時器。w為了減少尺寸，希望能將DAQ、控制、SYSM等模塊在單