基于嵌入式Web的FPGA远程控制系统的设计与实现
基于嵌入式Web服务器的远程控制系统研究
基于嵌入式Web服务器的远程控制系统研究何婧媛【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2017(000)007【摘要】为了实现对对象远程控制的需求,提出了一种基于嵌入式Web服务器的远程控制系统设计方案,并完成系统的软硬件设计.采用嵌入式Web服务器使客户端用户通过Internet浏览器及时处理客户端请求并做出响应,将现场实时数据快速上传到网络,实现对被控对象的远程控制.实际应用表明,该系统具有运行维护成本低、实时、高效的特点,达到了设计要求.%In order to satisfy the requirement of the remote control,the remote control system based on embedded Web server is designed in this paper,and it designs the hardware and software of the system.The system adopts the embedded Web server.In the client,userscan process client requests and respond in time,and the scene real-time data uploaded to the network quickly,and it realizes remote control local devices through Internet and browser.The experiment and application show that this system has good performance,such as run maintenance cost is low,real-time,high efficiency,and achieves the design requirement.【总页数】3页(P139-141)【作者】何婧媛【作者单位】延安大学数学与计算机科学学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TP393.09【相关文献】1.基于嵌入式Web服务器的远程控制系统的构建 [J], 欧阳昆;韩应征2.基于嵌入式Web服务器和SNMP协议的远程控制系统设计及应用 [J], 史严梅3.基于嵌入式WEB服务器智能家居远程控制系统的设计与实现 [J], 李自成4.基于嵌入式Web服务器的生态住宅远程控制 [J], 张振江;于军琪5.基于嵌入式Web服务器的远程控制系统的实现 [J], 王海龙;徐晓辉;王盟;张晓婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于嵌入式Web服务器的远程控制系统的实现
基于嵌入式Web服务器的远程控制系统的实现随着计算机技术和网络通信技术的飞快进展，人们日常生活和工业生产等方面向基于以太网举行远程通信和控制的要求日益剧烈。
目前市场上虽已有成熟的Web服务器可供远程控制系统挑选，但多是基于通用计算机或专用服务器，体积及成本不适合小型控制系统，尤其是在一些环境恶劣，不易值守或无法安装计算机控制系统的场所。
如今技术进展快速，嵌入式处理器的性能不断提高，基于嵌入式的控制系统得到广泛应用。
考虑到嵌入式系统高性能、低成本、低功耗等诸多特点，这里通过32位嵌入式处理器和以太网控制器构建了嵌入式Web服务器，实现设备远程控制。
1 远程控制系统的硬件结构基于嵌入式Web服务器的远程控制系统主要由嵌入式Web服务器以及被控制的现场设备组成。
服务器通过交换机或调制解调器与Intemet互联网衔接，用户端只需在已联网的计算机上通过网页扫瞄器拜访该远程服务器的IP地址，即可用法该服务器并实现对设备的远程控制。
远程控制系统的结构1所示。
该嵌入式web服务器采纳三星公司的S3C44B0X器件作为囫囵系统的处理器，该器件是以7TDMI为内核的RISC处理器，是一种性价比较高的嵌入式32位处理器。
网络控制部分选用Realtek公司的RTL8019AS作为以太网控制器，系统的Flash选用AMD公司的容量为2MB，NOR Flash 型AM29LVl60存储器，SDRAM选用现代公司的容量为8 MB的HY57V641620HGT存储器。
图2为该硬件系统设计框图。
2 远程控制系统的软件结构系统软件主要包括操作系统的选取、网页服务器的配置、网页的编辑、驱动程序和服务器应用程序的配置移植，软件层次3所示。
因为该处理器不具有MMU(存储器管理单元)且需要完备以太网协议构第1页共4页。
嵌入式课程设计报告-基于web的嵌入式远程监控系统
1、通过嵌入式课程设计，熟练掌握C语言的编程方法。基于WEB的远程监控的实现，CGI的编写和使用，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。
2、通过基于WEB的嵌入式远程监控系统的设计，掌握S3C2410实验箱,直流电机的工作原理，BOA服务器的使用，CGI的使用和简单程序的编写及调试方法，最终提高我们的动手实践能力。
3.2s3c2410芯片介绍
图3.1芯片结构图
3.3 ARM处理器的外围设备
3.3.1电源电路
设备提供12v的电源，经LM1085-3.3V和AS1117-1.8V分别得到3.3V和1.8V的工作电压。开发板上的芯片多数使用了3.3V电压，而1.8V是供给S3C2410内核使用的。5V电压供给LCD、电机、总线等电路使用。
WinCE仅支持Windows系列的FAT16、有限文件系统；uc/os—II本身没有包括文件系统，需购买或移植。Linux与ARM处理器从以上可以看出，Linux系统在诸多方面都存在优势，而且本身的ARM处理器与Linux也有着紧密的联系。因此采用Linux操作系统。
2.3.2服务器的选择
典型的嵌入式Web服务器有Boa和thttpd两种，它们和Apache等高性能的Web服务器主要的区别在于它们一般是单进程服务器，只有在完成一个用户请求后才能响应另一个用户的请求，而无法并发响应，但这在嵌入式设备的应用场合里已经足够了。Boa是一个非常小巧的Web服务器，可执行代码只有约60KB。它是一个单任务Web服务器，只能依次完成用户的请求，而不会fork出新的进程来处理并发连接请求。但Boa支持CGI，能够为CGI程序fork出一个进程来执行。Boa的设计目标是速度和安全，在其站点公布的性能测验中，Boa的性能要好于Apache服务器。经过上述的对比和判断，选择Boa作为系统的嵌入式服务器。
基于嵌入式Web的远程监控系统设计
基于嵌入式Web的远程监控系统设计摘要：本文结合机房环境设备的管理需要，分析了远程监控系统的特点，提出基于嵌入式Web服务器的远程监控系统设计思路、体系架构方法，并对基于OPC技术的互联与基于嵌入式Web服务器的互联作了简要对比。
文章结合CGI程序的设计，着重探讨了嵌入式Web服务器的实现方法。
关键词：嵌入式平台，Web服务器，远程监控，CGI程序⒈引言随着计算机和网络技术的普及，计算机系统的数量与日俱增，计算机机房已成为各大型单位的信息枢纽。
机房中的环境设备（如空调、UPS电源、配电柜、消防设备等）为网络系统的安全运行提供了环境保障。
同时，环境设备自身的安全运行，也成为机房管理的重要内容之一。
一旦机房的环境设备出现故障，就会直接影响计算机系统的正常运行，严重的还会造成机房内的相关设备损坏，甚至导致网络系统瘫痪[1]。
因此，对机房环境设备的运行状态进行实时监控，是保证机房设备安全运行的关键措施。
⒉远程监控系统的需求分析对机房环境设备的监控主要涉及以下几个方面的内容：对配电系统、UPS系统、空调系统工作状态的监视；对机房的温湿度、生活用水和供暖制冷系统漏水情况等进行监测、报警，以及对门禁系统、消防系统、保安系统等的管理。
由于这些环境设备是连续工作的，因此要求监控系统也必须是长时间连续工作的。
这样就对系统设计的可靠性、安全性、可维护性等方面提出了更高的要求[1]，具体表现在以下几个方面：⑴高可靠性。
要求监控系统可长时间不间断运行，无故障运行时间要长，且系统的维护快速简便。
⑵高安全性。
系统应能够提供多种安全保护措施，对异常状态进行分析、记录、及时报警，以便让管理人员能够尽快了解所发生的情况并及时处理。
⑶较强的实时性。
监控系统对信息的传输要及时，不能有过大的延时，否则难以及时跟踪被监控对象的当前状况。
⑷易用性和易维护性。
机房环境设备监控系统，应以GUI的方式提供良好的人机界面，便于人机交互。
同时，监控系统要有通用性和灵活性，即可以在对系统进行少量修改或扩充就可增加新的监控项目，扩充监测点数，以满足新的监控要求。
基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现
2、输入模块设计
输入模块主要包括乐曲信息的采集和传输。本系统中，乐曲信息采用MIDI格 式进行存储和传输。用户可以通过MIDI键盘或者其他MIDI设备将乐曲信息输入到 系统中。
3、处理模块设计
处理模块主要由FPGA完成，其主要任务是将输入的乐曲信息转换为硬件可以 识别的控制信号。
具体来说，FPGA首先需要将MIDI格式的乐曲信息解析为数字信号，然后通过 内部算法进行处理，生成控制音频硬件的信号。本系统中，FPGA主要通过VHDL编 程语言来实现上述功能。
基于FPGA的嵌入式系统的设计与实 现
目录
01 基于FPGA的嵌入式系 统设计与实现
02 参考内容
基于FPGA的嵌入式系统设计与 实现
随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。FPGA（现 场可编程门阵列）作为一种灵活、高效的硬件设计技术，为嵌入式系统设计提供 了新的解决方案。本次演示将介绍基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现。
经过以上步骤，我们可以得出基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现具有以下 优点：首先，FPGA的可编程性使得硬件设计更加灵活，可以根据不同需求进行定 制和优化；其次，FPGA的高速并行处理能力可以提高整个嵌入式系统的运算效率 和性能；再次，使用FPGA可以降低系统功耗和成本，同时减小了系统的体积和重 量；最后，FPGA的可重构特性使得系统升级和维护更加简便。
1、硬件设计
系统的硬件部分主要包括DSP、FPGA、RAM、Flash等。其中，DSP用于实现 信号处理算法，接收GPS和惯性导航等传感器数据，计算出位置、速度等信息； FPGA用于实现硬件接口、数据传输和控制逻辑，连接各个硬件模块，保证系统的 正常运行；RAM用于存储运行时的数据和程序；Flash用于存储固件程序和常量数 据。
基于嵌入式WEB服务器远程监控系统的研究与设计
答辩人：杨 奇 导 师：陈志军 李建华
副教授 高级工程师
目
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
录
嵌入式系统发展状况 嵌入式Web服务器的设计内容及要求 系统的硬件设计
系统的软件设计
嵌入式Web服务器的实现 总结与展望
第六部分
嵌入式系统发展状况
、、、、、、、 、、、、、、
浏览器
远程监控端 PC N
TCP/IP 协议
嵌入式 WEB 服务器 1
、、、、、、、 、、、、、、
嵌入式 WEB 服务器 N
系 统 硬件设计
LCD 液晶屏/ 触摸屏接口
USB 接口
RESET
UART 串口
S3C2410
32MB FLAS H
64MB SDRAM
电源接口
网络接口
330P串口2Fra bibliotek330P
系 统 硬件设计
VC C +3 . 3 V 4.7K 8 9 C5 8 PDIUSBD 1 2 TNT_ N A0 D0 -D7 W R_ N RN _ N CLK OUT D+ DVC C GN D CS_ N ALE 18Ω 18Ω 1.5K USB D+ DVC C GN D
嵌入式Web服务器的实现
Web服务器是以Web技术为核心，基于HTTP协议运 行的。HTTP属于TCP/IP协议栈中的应用层协议，而 TCP/IP是目前世界上应用最为广泛的协议，并能应用于多 种网络上的协议，而嵌入式系统的资源，不可能实现所有
的协议，针对项目需求的具体应用，对标准的TCP/IP协议
设计主要内容及要求
本文针对企业生产车间的生产设备注塑机的远 程监控平台系统的设计，对嵌入式Web远程监控相 关技术进行研究；以嵌入式硬件系统为核心，搭建 一个采用HTTP协议、成本低、高效率的嵌入式 Web服务器远程监控系统，并能够实现对现场进行 采集，存储/读取历史数据。
基于FPGA技术的嵌入式系统设计与开发
基于FPGA技术的嵌入式系统设计与开发嵌入式系统在现代科技中起着至关重要的作用，它们被广泛应用于智能手机、汽车、医疗设备和工业控制等领域。
嵌入式系统的设计与开发过程中，FPGA（Field Programmable Gate Array）技术成为一种常用的解决方案。
本文将探讨基于FPGA技术的嵌入式系统设计与开发的相关内容。
一、嵌入式系统设计与开发的基本概念嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被嵌入到其他设备或系统中，以实现特定的功能。
嵌入式系统通常具有实时性要求、资源受限、功耗低等特点，因此对其设计与开发的要求较高。
基于FPGA技术的嵌入式系统设计与开发，采用可编程逻辑芯片FPGA作为硬件平台，通过对FPGA内部逻辑电路的编程实现所需功能。
相比于传统的ASIC（Application Specific Integrated Circuit）设计流程，FPGA技术具有可重构性、快速原型开发、灵活性等优势。
二、FPGA技术在嵌入式系统设计与开发中的应用1. 快速原型开发FPGA技术可以提供快速的原型开发平台。
设计人员可以使用HDL （Hardware Description Language，硬件描述语言）如Verilog或VHDL编写嵌入式系统的逻辑电路，并通过FPGA工具链将其综合为FPGA可接受的二进制配置文件。
这样，设计人员可以在相对较短的时间内验证系统的功能和性能。
2. 灵活性与可重构性FPGA技术允许设计人员在硬件平台上灵活地重新编程和更改逻辑电路。
这意味着设计人员可以在嵌入式系统的开发过程中进行迭代和调试，以满足不断变化的需求。
与传统的ASIC设计相比，FPGA技术大大缩短了设计和开发周期。
3. 高性能与低功耗由于可以根据具体功能需求对FPGA进行高度优化，因此基于FPGA技术的嵌入式系统可以实现高性能和低功耗的平衡。
设计人员可以通过优化逻辑电路、使用流水线技术以及利用FPGA内部资源等方法来提升系统性能，并在功耗控制上进行权衡。
基于嵌入式Web服务器的远程控制系统
基于FPGA的远程控制设计系统
基于FPGA的远程控制设计系统作者：陈玲君来源：《数字技术与应用》2017年第05期摘要：系统主要研究了一种基于FPGA的远程控制设计系统，以FPGA为基础，结合各种传感器，如温度传感器、图像传感器等，通过FPGA把数据采集过来，然后通过总线将数据传至上位机上。
该系统具有性价比高、稳定性好、体积小等优点，并可以拓展其他传感器满足不同的需要。
关键词：FPGA；传感器；远程控制中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）05-0203-02远程控制是自动测控系统的主要功能之一，广泛应用于生产生活的各个领域，比如智能家居，又能用在环境恶劣的场所，比如矿井、强核磁辐射等。
目前市场上嵌入式远程控制系统大多采用ARM作为控制芯片。
也有采用单片机的，主要是价格低廉等因素。
基于FPGA的嵌入式系统设计融合了单片机和数据处理两者的优点。
单片机的特点决定了其擅长于控制，而数据处理（DSP）的内部结构决定了其较强的数据处理能力。
但是FPGA正处在发展完善阶段，还没有大规模应用到生产生活中，目前经过近几年的发展，已经在数字通信、信号处理等领域有了出色表现。
1 系统硬件设计本系统的总体方案如图1所示。
主要是由主控FPGA、外围传感器、显示模块和存储模块组成。
通过数字图像传感器和温度传感器获得现场关键设备的图像信号和温度，然后分别通过USB接口和SPI接口实时或定时地传送到FPGA中，经过FPGA处理后通过串行RS-485总线送到监控终端的PC机上实现监控，最后通过LCD显示出来，同时存储数据。
1.1 FPGA核心控制模块核心控制模块采用的是Altera公司推出的Cyclone系列芯片EP1C6F256C6，芯片有26060个逻辑单元、64个存储容量为4 KB的RAM块、2个锁相环，最大用户输入输出引脚数为301个。
芯片具有很高的性价比，具有低功耗、高密度和低成本的优势。
它是本系统的核心部分，可以完成系统大部分功能并协调整个系统的工作。
基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现
基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现嵌入式系统是指集成在各种电子设备中的特定功能系统。
随着嵌入式系统的发展，FPGA (Field-Programmable Gate Array)由于其灵活性和可重构性成为制作嵌入式系统的理想选择。
本文将介绍基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现，包括硬件设计、软件开发和系统测试等方面。
基于FPGA的嵌入式系统设计的第一步是进行硬件设计。
在硬件设计中，需要确定系统的需求和功能，选择适当的FPGA芯片，并设计系统的电路图。
硬件设计通常涉及选择和连接各种外设（如传感器、通信接口等）以及配置和连接FPGA芯片内部资源（如逻辑单元、时钟网络等）。
在FPGA芯片上，可以使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来实现各个模块的功能。
硬件设计的目标是通过合理的资源配置和设计减小系统的功耗、提高系统的稳定性和性能。
在硬件设计完成后，接下来需要进行软件开发。
软件开发主要包括驱动程序的编写和应用程序的开发。
驱动程序负责控制和配置硬件资源，使其能够与应用程序进行通信和交互。
驱动程序通常使用硬件描述语言编写，然后通过FPGA开发工具进行编译和烧录到FPGA芯片中。
应用程序的开发涉及选择适当的开发工具和编程语言（如C或C++），编写程序代码，实现系统的各种功能和算法。
软件开发的目标是提供友好的用户界面、优化的系统性能以及稳定的系统功能。
完成硬件设计和软件开发后，还需要对系统进行测试和验证。
测试和验证旨在确保系统的功能和性能符合设计规格。
测试可以分为功能测试和性能测试两个阶段。
功能测试通过使用各种测试用例和测试工具对系统的各个功能进行测试和验证。
性能测试通过对系统进行负载测试和压力测试，以评估系统在不同负载和压力条件下的性能表现。
测试和验证是系统开发的最后一步，通过对系统的全面测试和验证，可以确保系统的质量和稳定性。
总结来说，基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现涉及硬件设计、软件开发和系统测试等多个方面。
嵌入式远程监控系统设计与实现
嵌入式远程监控系统设计与实现————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第3章嵌入式远程监控系统设计与实现1.1 课程设计目的通过本课程设计，要对嵌入式系统的开发有比较深入的学习和分析。
通过对WEB编程、服务器的架设、驱动程序的开发这些步骤的深入研究，掌握构建一个完备的嵌入式系统的开发流程.1.2 课程设计要求通过本课程设计，熟练前面几章的内容。
在此基础上，编写相关驱动程序,以及CGI和数据处理程序完成基于WEB的嵌入式远程控制系统.通过本章的课程设计，可以初步了解一个嵌入式系统的基本构建过程，学习如何在ARM系统上搭建嵌入式服务器,并通过CGI控制外部设备的一般方法.1.3 系统简介嵌入式WEB 服务器及远程测控总的思想就是网络化仪器.完成的目标就是设计基于Linux 操作系统的远程测控系统,并且讨论实践中的可行性,我们通过普通的浏览器就可以对远端现场的控制和测量以及获取远端现场的图像信息。
使用嵌入式WEB 服务器的好处有这样几点:（1) 远程监控终端仅需要安装浏览器即可,无需开发专门的应用软件,降低系统成本。
（2）浏览器所在的监控终端平台与WEB 所在的服务器平台无关，监控终端可以采用多种操作系统,真正实现了跨平台.（3）操作界面简单统一，表达直观生动，用户无需经过专门培训。
（4）易于扩展新的功能，系统升级仅需在Web 服务器一端添加相应模块,与远程监控终端无关,降低系统升级维护费用。
系统整体结构如下：图3.1 系统整体结构远程监控系统所涉及的知识点很多，主要包括Linux 操作系统，内核移植，文件系统的移植，服务器的移植，CGI 程序的移植，CGI 脚本的编写，设备驱动的调试和JavaScript 脚本，TCP 服务器与客户端，UDP 服务器与客户端，Java 中的多线程技术,Java 画图板及各种控件的添加。
基于嵌入式Web服务器的远程控制系统的实现
图 ２ 硬 件 系 统设 计 框 图
用户应用程序
ｐ １ｎ ｘ Ｃ ｉｕ 操作系统 设备驱 动程序 底层硬件设备
器 的数 据 采 用 Ｕ Ｌ编 码 的 方 式 传 送 ，例 如参 数 采 用 ｎ ｎ ＝ Ｒ ａｌ ｅ
ｖｌｅ的形 式 ， 对 之 间用 ” 连 接 ， 殊 字 符 用 ” 加 一 个 十 ａｕ 每 ＆” 特 ％”
言 具 有 较 强 的平 台 无 关 性 ， 因此 该 系 统 采 用 Ｃ语 言 来 编 写
Ｃ Ｉ 序１ Ｇ 程 ２ １ 。
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外部控制设备
动 态 网 页是 通 过 网 页 内嵌 表 单 的方 式 进 行 信 息传 递 的 。
该 系 统 首 先 采 用 网 页 编 辑 软 件 Ｄｅｍ ｅｖｒ 辑 登 陆 界 面 ｒａ ｗ ａｅ 编 ｉｄｘｈｍ 及 远 程控 制 界 面 ｒｍ ｔ． ｍ 。 编 辑 表 单 选项 时 由 ｎｅ ． ｌ ｔ ｅ ｏｅ ｔ ｌ在 ｈ ａｔ ｎ属 性 指 向相 应 Ｃ Ｉ 序 路 径 ， ｍ ￣ｏ ｃｏ ｉ Ｇ 程 由 ｅ ｄ属 性 决 定 提 交 数 据 的方 式 是 Ｇ Ｔ方式 还 是 Ｐ Ｓ Ｅ Ｏ Ｔ方 式 。 户 端 传 送 到 服务 客
由于 该 处 理 器 不 具 有 ＭＭＵ（ 储 器 管 理 单 元 ） 需 要 完 存 且
备 以太 网协 议 构 建 网 页服 务器 ， 选 择 开 源 的 嵌 入 式 ｔ ｌ ． 故 Ｌ ｉ Ｃｎ
Ｕ 操 作 系 统 。该 操 作 系统 从 Ｌｎｘ ．． 展 而 来 ， 门应 用 于 Ｘ ｉｕ２０发 专 不 具 备 ＭＭＵ的 微 控 制 系 统 。该操 作 系统 提 供 了 ３个 Ｗｅ 服 ｂ 务 器 ：ｔ ｄＴ ｔ ｄ和 Ｂ Ａ。其 中功 能 最 简单 的是 ｈｔｄ 不 支 ｈｔ ，ｈｔ ｐ ｐ Ｏ ｔ ， ｐ 持 认 证 、Ｇ 。Ｔ ｔ ｄ和 Ｂ Ａ 服 务 器 都 支 持 认 证 、 Ｇ （ ｏ Ｃ Ｉ ｈｔ ｐ Ｏ Ｃ ＩＧｍ． ｍ ｎＧ ｔｗ ｙＩｔｒ ｃ ， 共 网 关接 １ 等 ， 由 于 Ｔ ｔ ｄ服 务 ｏ ａ ａ ｅ ａｅ公 ｅ ｎ ｆ ３） 但 ｈｔ ｐ 器 需 要 的 资 源 比 Ｂ Ａ 大 得 多 ． 该 系 统 最 终 采 用 Ｂ Ａ 服 务 Ｏ 故 Ｏ 器 作 为 远 程控 制 的 网 页服 务 器ｃ ” 。
远程测控中嵌入式Web服务器的FPGA实现
远程测控中嵌入式Web服务器的FPGA实现系统是指被嵌入到各种产品或工程应用中以微处理器或微控制器为核心的软硬件系统。
嵌入式系统与Internet技术相结合，形成的嵌入式Internet技术是近几年随着计算机网络技术的普及而进展起来的一项新兴技术。
工程技术人员、管理人员或调试人员通过Web而不用亲临现场就可以得到远程数据，并对测控仪器举行控制、校准等工作。
这里介绍利用嵌入式软核处理器Nios II及广泛应用的嵌入式操作系统来实现电网参数的远程测控服务器的功能。
1、功能及体系结构
图1是系统结构，其中嵌入式Web服务器和监控端位于现场，它们之间的衔接可以用串行口、并行口、等实现。
现场监控端完成对目标地区电网参数(、、谐波等数据)的检测，并将检测结果实时传送至web界面，使得无论监控人员在哪里，只要衔接至Internet网络，便可对目标区域电网参数实时观测。
其实现过程是：三相电压、电流分离通过电压互感器、电流互感器变换后，经调理送至AID转换，每周期采样128点，芯片对采样数据举行FIR数字滤波、FFT运算、计算各参数值、存储、显示等操作。
测量电路与Nios之间的通信通过串口传输，按照事先商定的通信协议(基于Modbus协议)可以便利地把所测数据发送至以Nios II处理器为核心的嵌入式服务器。
通过CGI技术，完成远程监控端的指令传输及将测量数据实时传送至远程监控端。
图1 系统结构图
2、硬件结构
系统的硬件结构2所示。
硬件系统的核心是构建于Ahera Cyclone 中
第1页共5页。
基于FPGA的远程控制设计系统
203远程控制是自动测控系统的主要功能之一,广泛应用于生产生活的各个领域,比如智能家居,又能用在环境恶劣的场所,比如矿井、强核磁辐射等。
目前市场上嵌入式远程控制系统大多采用ARM 作为控制芯片。
也有采用单片机的,主要是价格低廉等因素。
基于FPGA的嵌入式系统设计融合了单片机和数据处理两者的优点。
单片机的特点决定了其擅长于控制,而数据处理(DSP)的内部结构决定了其较强的数据处理能力。
但是FPGA正处在发展完善阶段,还没有大规模应用到生产生活中,目前经过近几年的发展,已经在数字通信、信号处理等领域有了出色表现。
1 系统硬件设计本系统的总体方案如图1所示。
主要是由主控FPGA、外围传感器、显示模块和存储模块组成。
通过数字图像传感器和温度传感器获得现场关键设备的图像信号和温度,然后分别通过USB接口和SPI接口实时或定时地传送到FPGA中,经过FPGA处理后通过串行RS-485总线送到监控终端的PC机上实现监控,最后通过LCD显示出来,同时存储数据。
1.1 FPGA核心控制模块核心控制模块采用的是Altera公司推出的Cyclone系列芯片EP1C6F256C6,芯片有26060个逻辑单元、64个存储容量为4 KB的RAM块、2个锁相环,最大用户输入输出引脚数为301个。
芯片具有很高的性价比,具有低功耗、高密度和低成本的优势。
它是本系统的核心部分,可以完成系统大部分功能并协调整个系统的工作。
1.2 信息采集模块本系统采集主要是温度和图像两个关键参数。
其中温度传感器模块是由数字集成传感器DS18B20和热电偶两部分组成,以满足负责的温度采集和监控系统的设计需求。
其中DS18B20是一款常用的数字式温度传感器,容易与FPGA控制器接口相连,能够及时迅速地测得环境温度,并且具有很强的电磁抗扰性,能够适应较为复杂和恶劣的工作环境,且具有高可靠性的优点。
图像采集模块由SL811HS USB主机控制器和WEBEYE2000USB接口摄像头组成。
基于FPGA的SoC和嵌入式系统的远程监控系统
基于FPGA的SoC和嵌入式系统的远程监控系统
本系统立足于利用Intemet 实现核环境信息的远程采集。
在实现上，采用了基于SOPC 技术的嵌入式解决方案，通过在FPGA 中嵌入NioslI 软核处理器和所需外设的IP Core(硅知识产权核)，然后再配备相应的网络接口，实现利用互联网进行信息的传输。
另外，通过开发用于控制信息采集子系统的IP 核，利用FPGA 固有的
硬件并行特性，本系统做到了对多个信息源进行真正意义上的并行监控，即在进行α射线探测的同时也可以进行γ射线和温湿度等信息的获取。
1 系统硬件设计及实现
在本系统的设计中，硬件上为了做到通用性，在结构上划分为两部分，即用于完成现场监控和数据远程传输的通用网络平台和用于完成温湿度、液位、α及γ辐射总量测量等工作的环境信息采集子系统。
其结构分别如图l、图2 所示。
两个子系统通过一条40 芯扁平电缆连接。
在软件上，考虑到利用互联网
进行远程数据传输的复杂性，使用嵌入式操作系统和TCP／IP 协议栈是必然的选择，因此硬件上也围绕这个关键点进行设计。
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基于嵌入式的远程电气控制自动化系统的设计
基于嵌入式的远程电气控制自动化系统的设计基于嵌入式的远程电气控制自动化系统的设计摘要：现在采用工业以太网设计了远程电气控制自动化系统来改善传统集散控制模式在远处集控系统中的缺点和问题，并且在开发的具有了远程集控功能的电气自动化控制系统中结合了嵌入式系统，并且将嵌入式远程电气集控系统的网络构架层次、实现方式的控制以及嵌入式系统的探究设计方案。
这些具体内容的给出让我们在加强完善结合了嵌入式系统的远程电气控制自动化集控系统方面有许多重要的意义，可以让我们进一步改进远程电气控制自动化集控系统，可以从中得到许多借鉴。
关键词：嵌入式控制；电气自动化；远程测控；系统一、传统的集散控制（DCS ）方式分析现在出现了一个随着当今好多大型工业生产的自动化不断兴起并且对于过程控制要求也变得越来越复杂，由于形式的改变出现的一种综合的控制系统。
也就是所谓的DCS系统。
它是多项技术综合的产物，它由计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术的合体，它拥有十分里改的通讯功能，此外还可以提供窗口优秀的人机界面，它是现代科技的产物，能够准确完成过程的管理和控制的设备。
因为远程电气控制自动化系统的技术发展越来越好，设备的可靠性也越来越高，所以在用于控制的控制站的规模也变得越来越大，现在已经采取4mA～20mA的模拟信号来进行现场信号的监测、输入和控制管理，这与分散控制、集中监管的观点是相悖的。
DCS控制方式在现代社会中缺点和不足随着社会的发展显现的越来越明显，现在电气的自动化管理系统也不再像从前一样简单，电气设备变得越来越复杂，功能也更加多样，所以传统的控制方式不得不进行优化改变。
不过DCS 表现出的不足刚好被基于嵌入式的远程电气控制自动化系统弥补，，新型的控制系统做到了把控制真正的下放到现场中，先进的智能表能够在现场对数据进行准确的采集和处理、控制运算可将数据准确输出等许多现场作用，只有很小一部分过于高端的控制技术在现场进行不了才进一步让上位机来进行控制。
远程测控中嵌入式Web服务器的FPGA实现
远程测控中嵌入式Web服务器的FPGA实现
赵不贿;孙智权;徐雷钧;郭文彬
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2006(043)004
【摘要】利用SOPC技术设计一种以FPGA内部的可配置嵌入式软核处理器(Nios Ⅱ)为CPU,uClinux为操作系统的动态WEB服务器,并将这种嵌入式的WEB 服务器与电网参数测量仪器相结合,构成远程电网参数测量系统,实现了电网参数远程实时监控系统,这种基于Internet的远程电网参数测量仪具有广阔的应用前景.【总页数】3页(P52-54)
【作者】赵不贿;孙智权;徐雷钧;郭文彬
【作者单位】江苏大学,电气与信息学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,电气与信息学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,电气与信息学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,电气与信息学院,江苏,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】TP73
【相关文献】
1.一种嵌入式Web服务器的远程测控系统 [J], 张海平;熊静琪
2.GPRS网络远程测控系统中的短信功能应用研究与实现 [J], 花再军;黄凤辰;陈钊
3.基于嵌入式Web服务器的远程测控系统 [J], 朱芳
4.光伏发电监控系统中嵌入式Web服务器的实现 [J], 姚雷;卢晓东;万江文
5.基于FPGA的嵌入式WEB服务器设计与实现 [J], 闵祥;刘嵩;刘海华;高智勇
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软核 处理器 ， 软件部分通过 ￣ Ｃ ／ Ｏ Ｓ—Ｉ Ｉ 实时操作 系统实现嵌入 式 Ｗｅ ｂ远程控制的功能． 实验表 明， 该 系统达到 了控 制的预期效果 ， 对后 续复杂远程控制 的研 究提供 了一定 的参考价值．
关键 词 ： Ｆ Ｐ Ｇ Ａ； Ｓ Ｏ Ｐ Ｃ； ￣ Ｃ ／ Ｏ Ｓ—Ｉ Ｉ ； 嵌入 式 ｗ ｅ ｂ
ｏｎ ｅ ｍ ｂｅ ｄｅ ｄ ｗｅ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌ Ｉ Ｕ Ｌｉ ｍｉ ｎ ｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｙｏ ｎ ｇ ｘ ｉ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｑ ｉ ｕ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ Ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｑ ｉ ｕ ４ ７ ６ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｕ ｒ ａ ｌ Ｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
基 于嵌入 式 Ｗｅ ｂ的 Ｆ Ｐ黎 明 ， 王 用 玺
（ １ ． 商丘 师范学院
摘
物理与电气 信息学院 ， 河南 商丘 ４ ７ ６ ０ ０ ０；
智能化研究所 ，河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
２ ． 河南城乡规划设计总 院有 限公 司
第３ １卷第 ３期 ２ ０ １ ５ 年 ３ 月
商 丘 师 范 学 院 学 报 Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ｓ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ Ｉ Ｕ Ｎ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｌ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖ０ １ ． ３１ Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｒ ｃ ｈ，２ ０１ ５
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｏ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｗｅ ｂ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃ／Ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ、 ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ—ｔ ｉ ｍｅ，ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｃ ｈｅ ｍｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｍｂ ｅ ｄｄ ｅ ｄ ｗｅ ｂ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰ ＣＡ ｉ Ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｙ ｏ ｆ ＳＯＰＣ．Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｓ Ａｈｅ ｒ ａ ＥＰ ４ＣＥ１ １ ５Ｆ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ＦＰ ＧＡ ｃ ｈ ｉ ｐ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ— —ｃ ｏ ｒ ｅ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｉ ｎ ｉ ｔ ｓ ｈａ ｒ ｄｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ Ｉ ￣ Ｃ／ＯＳ — —Ｉ Ｉ ｒ ｅ ａ ｌ— —ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ．Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ，ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｆ ｏ ｒ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ —ｕ Ｄ ｓ ｔ ｕｄ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：Ｆ ＰＧＡ； Ｓ ＯＰＣ； Ｉ ｘ Ｃ／ＯＳ—Ｉ Ｉ ； ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄｅ ｄ ｗｅ ｂ
要： 针对传统基于 Ｃ ／ Ｓ模 式 的 Ｗｅ ｂ远 程 控 制 系统 在性 能 、 功 耗 及 实 时性 上 的弊 端 ， 提 出 了一 种基 于嵌 入 式
Ｗｅ ｂ的 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 远 程 控 制 系统 的 Ｓ Ｏ Ｐ Ｃ设 计 方 案 ， 该 方案硬件 设计采 用 Ａ ｈ ｅ ｒ ａ Ｅ Ｐ ４ Ｃ Ｅ １ １ ５ Ｆ 系列 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 芯片和 Ｎ ｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ３
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ２— ３ ６ ０ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３— ０ ０ ５ ６— ０ ４
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＦＰＧＡ ｒ ｅ ｍｏｔ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ