基于ARM9的多功能RTU設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告

基于ARM9的多功能RTU設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告一、背景隨著智能化程度的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，特別是在工業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用更是被寄予了厚望。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，傳感器和執(zhí)行器扮演著重要的角色，但由于它們無(wú)法直接訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，需要先將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端設(shè)備上進(jìn)行處理和控制，因此遠(yuǎn)程終端設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性就變成了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。本課題主要研究基于ARM9的多功能RTU（RemoteTerminalUnit，遠(yuǎn)程終端設(shè)備）的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。RTU作為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)備，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、控制、調(diào)度和管理等工作?；贏RM9平臺(tái)的RTU具有低功耗、嵌入式、可拓展性、可高度定制化等優(yōu)點(diǎn)，它可以根據(jù)應(yīng)用需要集成各種通信接口和傳感器，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)采集和控制功能，配合云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)和維護(hù)管理等功能。二、研究?jī)?nèi)容本課題的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：1.基于ARM9平臺(tái)的RTU硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)：根據(jù)RTU的功能需求，選用適合的芯片和電路模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括網(wǎng)口、串口、CAN總線、4G模塊、WIFI模塊等通訊模塊，以及多種傳感器模塊和控制模塊等。2.基于uBoot和Linux的操作系統(tǒng)移植：針對(duì)選定的芯片和硬件，對(duì)uBoot和Linux系統(tǒng)進(jìn)行移植，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)在硬件平臺(tái)上的正常運(yùn)行。3.開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序：根據(jù)硬件設(shè)計(jì)需求，開(kāi)發(fā)各種驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，如網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)程序、4G模塊驅(qū)動(dòng)程序、傳感器驅(qū)動(dòng)程序、控制程序等。4.測(cè)試和優(yōu)化：完成軟件和硬件的開(kāi)發(fā)后，進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。三、研究意義1.提高遠(yuǎn)程終端設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性：基于ARM9平臺(tái)的多功能RTU具有低功耗、嵌入式、可拓展性和可高度定制化等優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)應(yīng)用需要靈活地配置各種通訊接口和傳感器，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)采集和控制功能，能夠有效地提高遠(yuǎn)程終端設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。2.加速物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，基于ARM9平臺(tái)的多功能RTU可以為各行業(yè)提供定制化的解決方案，進(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及。3.提高研究者的技術(shù)能力：本課題要求研究者具備機(jī)械設(shè)計(jì)、嵌入式硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)等綜合能力，有利于提高研究者的技術(shù)能力和綜合素質(zhì)，有助于其進(jìn)入相關(guān)行業(yè)從事技術(shù)工作。四、研究方案1.方案設(shè)計(jì)：根據(jù)課題要求，選擇適合的芯片和電路模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括網(wǎng)口、串口、CAN總線、4G模塊、WIFI模塊等通訊模塊，以及多種傳感器模塊和控制模塊等。2.系統(tǒng)移植：對(duì)uBoot和Linux系統(tǒng)進(jìn)行移植，使之能夠在硬件平臺(tái)上正常運(yùn)行。3.應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)：根據(jù)方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)移植的需求，開(kāi)發(fā)各種驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，如網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)程序、4G模塊驅(qū)動(dòng)程序、傳感器驅(qū)動(dòng)程序、控制程序等。4.測(cè)試和優(yōu)化：完成軟件和硬件的開(kāi)發(fā)后，進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。五、預(yù)期成果本課題的預(yù)期成果為：1.物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的基于ARM9平臺(tái)的多功能RTU設(shè)備。2.完成硬件設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)移植、驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)等任務(wù)。3.系統(tǒng)通過(guò)測(cè)試和優(yōu)化，保證穩(wěn)定性和可靠性。4.為相關(guān)行業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和發(fā)展。六、研究進(jìn)度本課題的研究進(jìn)度如下：1.方案設(shè)計(jì)：2021年10月-2021年12月。2.系統(tǒng)移植：2022年1月-2022年2月。3.應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)：2022年3月-2022年5月。4.測(cè)試和優(yōu)化：2022年6月-2022年7月。5.論文撰寫(xiě)和答辯準(zhǔn)備：2022年8月-2022年9月。SEVEN、參考文獻(xiàn)[1]李力全，馬建國(guó)，雷嘉銳.基于ARM微處理器的RTU系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007(10):2950-2952.[2]BarrettC.EmbeddedSystemsBuildingBlocks:CompleteandReady-to-UseModulesinC[M].ElsevierScience,2005.[3]J.Yang,L.Zhu,andJ.Liu.Alightweightmicro-kernelmethodologyforrealtimeoperationsystem[J].JournalofSystemsArchitecture,2011,57(5):487–500.[4]張通