基于嵌入式TCP／IP协议栈的六自由度平台控制系统

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基于ARM核的嵌入式TCP／IP协议栈简化实现

ＳｍｐｉｅａｉａｉｎｏｍｂｄｅＣ／ＰＰｏｏｏｔｃｓｄＯｉｌｄＲｅｌｔｆＥｉｆｚｏｅｄｄＴＰＩｒｔｃｌＳａｋＢａｅｉＡＲＭｏｅｌＣｒ
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维普资讯
第１期０
徐海军等：于ＡＭ核的嵌人式ＴＷＩ
基于ＡＭ核的嵌入式ＴＰＩ议栈简化实现ＲＣ／Ｐ协
徐海军，刘金刚，王益华
（・算机科学联合研究院，北京１０３；２中国科学院计算技术研究所计１００７．
ｓｍｐｉｅｐｏｏｏｔｃｓｃｍｍｕｉａｉｎｍｏｅ，ｒｈｔｃｕｅｓｈｍｅｉｌｙｔｒｔｃｌａｋ’ ｏｆｈｓｎｃｔｄｌａｃｉｔｒ，ｃｅ．Ａｎｅｔｉａｅｉｅｏｏｓｍｉｇｃｒｕｔｆｏｅｄｔｎ，ｈｓｐｒｇｖｓａｌｗｃｎｕｎｉｉｏｈｐｃ
ｎｔｒｏｅｗ０ｋｃｍｍｕｉａｉｎｂｓｄＯｈｃｏｒｃｓｏｆＳｍｓｎ３４ＢＸ，ｉｈｔｋｓＲＴｇ１ＡＳａｈｓｃｌｌｙｒｉｔｒｎｃｔａｅｉｔｅｍｉｒｐｏｅｓｒｏａ￣ｇＳＣ４ＯｗｈｃａｅＬ０９ｓｐｙｉａａｅｎｅ — ｏｌｆｃ．ＦｎｌＩｃｓｆｌｏｔｇｔｅｅｅｄｄｉＣｉｕｎｔｅｍｉｒｐｏｅｓｒａｄｒａｉｅｉｈｌｅｗｏｋｃｍｍｕｉａｉｇｂａｅｉａｌｓ￣ｅｓｕｌｐｒｎｍｂｄｅＬｎｘｏｈｃｏｒｃｓｏｎｅｌｓｒｇｔｎｔｒｏｙｃｙｉｈ￣ｚｙｎｃｔｙｎＳｃｅｐｏｒｍｍｉｇｔｃｉｖｈｅｉｎｇａｙｔｓｉｇｏｋｔｒｇａｎ，ｉａｈｅｅｔｅｄｓｇｏｌｂｅｔ．ｎ

六自由度飞行模拟器运动系统设计研究

六自由度飞行模拟器运动系统设计研究一、内容概要随着科技的发展，飞行模拟器在航空领域的应用越来越广泛。

六自由度飞行模拟器作为一种高性能的飞行模拟器，其运动系统的设计对于提高飞行模拟器的性能和用户体验具有重要意义。

本文主要研究了六自由度飞行模拟器运动系统的设计方案，包括运动控制系统、传感器系统、执行器系统等方面的设计。

通过对现有技术的分析和对未来发展趋势的预测，提出了一种适用于六自由度飞行模拟器的运动系统设计方案。

首先本文介绍了六自由度飞行模拟器的基本原理和结构特点，为后续的运动系统设计提供了理论基础。

然后详细阐述了运动控制系统的设计，包括控制策略的选择、控制器的设计和算法优化等方面。

在此基础上，本文探讨了传感器系统的设计，重点关注了惯性导航系统、力矩传感器和加速度计等关键传感器的选型和布局。

此外本文还对执行器系统进行了深入研究，包括电动缸、舵机和驱动器等关键部件的设计和优化。

为了提高飞行模拟器的稳定性和精度，本文还对运动系统的标定方法进行了研究，提出了一种基于模型预测控制(MPC)的自适应标定方法。

本文对所提出的六自由度飞行模拟器运动系统设计方案进行了验证和实验，结果表明所设计的系统能够满足飞行模拟器的需求，具有良好的性能和稳定性。

本文通过研究六自由度飞行模拟器运动系统的设计方案，为提高飞行模拟器的性能和用户体验提供了有益的参考。

在未来的研究中，可以进一步优化运动系统的设计方案，以满足不同应用场景的需求。

1.1 研究背景和意义飞行模拟器技术在现代航空、航天等领域具有重要的应用价值，它可以为飞行员提供真实的飞行环境和训练条件，帮助他们熟悉各种飞行操作和应对紧急情况。

六自由度飞行模拟器是一种高级的飞行模拟器，它可以模拟飞机在空间中的六个自由度(平移、俯仰、滚转、偏航)的运动，为飞行员提供更加真实和全面的飞行体验。

然而目前市场上的六自由度飞行模拟器运动系统存在一些问题，如运动稳定性差、响应速度慢、精度不高等，这些问题限制了飞行模拟器的实际应用效果。

基于TMS320DM642的嵌入式TCP／IP协议栈的实现

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图３Ｄ６２与ＬＴ７设备的连接Ｍ４Ｘ９１
图１ＴＰｌｃ／Ｐ协议栈软件模型第三层是传输层，完成数据报的传输控制。该层主要包括ＴＰ议和ＵＰ协议。ＴＰ提供可靠的数据传输，而ＵＰ提供不可Ｃ协ＤＣＤ
（）系统结构一
硬件系统结构如图２示。所
主频高达６０Ｈ，片上集成以太网接口，不仅在硬件上将嵌入式０Ｍｚ
产品的网络应用成本减少５％０。本文采用Ｔ公司的ＴＳ２Ｄ６２ＩＭ３０Ｍ４芯片设计与Ｉｔｌ司的ＬＴ７网卡的硬件接口电路，并在ＤＰｎｅ公Ｘ９１Ｓ
络的连通情况。
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Ｄ６２与ＬＴ７Ａ的连接如图３所示。Ｍ４Ｘ９１
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Ｄ６２Ｔ公司推出的一款面向数字多媒体应用的ＤＰＭ４是ＩＳ，因集成了以太网ＭＣ接口，所以需要一个物理层网络处理芯片。本Ａ
ｎｅＸ９１Ｍ４Ｉ接第二层是网络层，完成ＩＰ数据报的封装和转发，并根据帧的文采用了Ｉｔｌ公司的ＬＴ７Ａ芯片。Ｄ６２的ＭＩ口不支持类型（ＣＰＣＩＭ、ＴＰ或ＵＰ）进行相应处理。Ｉ议提供了一种ＴＥ，它通过ＣＣ包指出网络包错误，因此将ＬＴ７Ａ的ＴＥＤ等Ｐ协ＸＲＲＸ９１ＸＲ引高效、不可靠和无连接的传输方式。本系统不支持对Ｉ包的分片脚直接接低电平置为无效。Ｐ和重组。地址解析协议ＡＰ实现ＩＲＰ地址到ＭＣ址的动态转换。Ａ地ＩＭＣＰ协议定义了一套差错报文和控制报文，在该系统用于测试网

基于NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现

基于NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现王效亮;张芳;曾宪科;栾婷;陈成峰【摘要】六自由度平台测控系统是六自由度平台的电气控制部分,它通过对六路液压缸的实时闭环控制,实现对平台位姿的控制;该测控系统采用NI的计算机,配置多种类型的PXI板卡,实现了对平台的电压、电流、数字IO、CAN总线等多种接口类型的测量和控制,满足了可靠性需求;采用了典型的上下位机控制,分别进行实时计算与任务管理,解决了实时性的控制需求;采用NI的虚拟仪器Labview开发测控软件,完成实时计算平台的正解与反解模块,作动器闭环控制等功能,增强系统的功能和灵活性;目前六自由度平台测控系统的硬件部分和软件部分都已经通过了调试,对系统进行了正弦运动和暂态特性测试,实验结果表明,运行速度快,满足了平台的控制要求.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)002【总页数】6页(P24-28,33)【关键词】六自由度平台;软件;SIT仿真模型【作者】王效亮;张芳;曾宪科;栾婷;陈成峰【作者单位】北京精密机电控制设备研究所,北京 100081;北京精密机电控制设备研究所,北京 100081;北京精密机电控制设备研究所,北京 100081;北京精密机电控制设备研究所,北京 100081;北京精密机电控制设备研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】TP273+.50 引言六自由度平台是一种模拟航天器空间运动姿态的模拟器，在其行程范围内可以模拟任意空间运动。

六自由度是平台具有六个自由运动的维度，即纵向、升降、横向、俯仰、横滚、偏航[1]。

通过对6个液压作动器的精确控制和解藕算法，实现对平台的6个自由度的位姿控制。

其系统示意图如图1所示。

图1 六自由度平台示意图六自由度运动平台可以实现对既定的轨迹的跟踪，作为运动仿真平台有着广泛的应用：1)可以作为航空飞行模拟器；2)可以作为机器人的模拟运动机构；3)在娱乐界可以作为体感模拟娱乐机；4)用作飞机、船舶、潜艇、航天器等运动载体中相关仪器设备的试验。

TCP_IP嵌入式单片机网络智能监控系统的开发与实现

TCP/IP嵌入式单片机网络智能监控系统的开发与实现发布时间：2021-04-02T14:12:28.370Z 来源：《科学与技术》2020年第31期作者：伍思源吴杏思黎东生龚坤松[导读] 在电子信息技术快速发展的过程中，对网络的各资源进行监控的技术也在逐渐的提高，伍思源吴杏思黎东生龚坤松广东石油化工学院广东茂名 525000摘要：在电子信息技术快速发展的过程中，对网络的各资源进行监控的技术也在逐渐的提高，以期能够通过自动化处理实现远程监控、访问以及数据传输工作。

鉴于此，本文主要对TCP/IP协议下，嵌入式单片机网络智能监控系统的开发内容进行了有关分析，确保实现数据信息的自动化监控处理，以供参考。

关键词：网络智能监控系统；嵌入式单片机；TCP/IP；系统开发在TCP/IP协议下，嵌入式单片机完成网络连接、信息数据传输，能够很好的抵抗外界磁场干扰，同时网络通信过程中能够确保通信故障、传输中断可以实现自动修复。

嵌入式单片机和网络用户的PC客户端连接，以此实现对网络信息的监控和传输。

1.网络和嵌入式单片机连接方式的确定网络和嵌入式单片机进行连接时，主要使用32位高档单片机+RTOS、网关+专用网、32位嵌入式微处理器+TCP/IP协议栈等通信方式，通过全面的考虑，确定的连接方式为32位ARMRTL8019AS微控制器+TCP/IP网络协议，以此建立嵌入式单片机网络智能监控系统。

确定的这一网络连接方式，与其他的系统连接方式相比，能够使专门使用的网络布线得到优化，数据处理软件的安装流程得以简化，系统开发的成本得到节省，同时还能够保证有多个嵌入式系统进行数据传输、网络连接。

该连接方式是32位ARM微控制器控制CSMA/CD协议局域网，进而达到嵌入式单片机和网络客户端通信的目的。

2.客户端和TCP/IP网络服务器之间的数据传输在TCP/IP协议下开发的网络监控系统，一般都是1对多、1对1的通信模式，PC上位机、ARM嵌入式微处理器等设备主要通过以太网进行连接。

lwip原理

lwip原理lwip原理是指轻量级IP协议栈（Lightweight IP），是一种适用于嵌入式系统的TCP/IP协议栈。

本文将介绍lwip原理的基本概念、工作流程和应用场景。

一、基本概念lwip原理基于TCP/IP协议栈，是一种开源的网络协议栈。

它具有轻量级、高效性和可移植性的特点，适用于嵌入式系统的资源有限环境。

lwip原理提供了TCP/IP协议栈中的网络层和传输层功能，支持IP、ICMP、UDP和TCP等协议。

二、工作流程lwip原理的工作流程包括网络接口驱动、协议栈处理和应用程序接口。

1. 网络接口驱动网络接口驱动负责与硬件设备进行通信，包括数据的发送和接收。

它提供了与硬件设备的接口函数，通过这些函数将数据传输到网络中或接收网络中的数据。

2. 协议栈处理协议栈处理是lwip原理的核心部分，它包括网络层和传输层的处理。

网络层处理主要负责IP数据包的路由和转发，通过路由表确定数据包的下一跳地址。

传输层处理主要负责数据的可靠传输，包括UDP和TCP协议的处理。

在网络层和传输层之间，lwip原理使用了一个缓冲区来存储数据包。

当数据包到达网络层时，lwip原理会根据目的地址查询路由表，确定数据包的下一跳地址，并将数据包传递给传输层进行处理。

在传输层，lwip原理根据协议类型选择相应的协议处理函数进行处理，如UDP协议或TCP协议。

3. 应用程序接口应用程序接口是lwip原理与应用程序之间的接口，应用程序可以通过这个接口进行网络通信。

lwip原理提供了一系列的API函数，应用程序可以调用这些函数来发送和接收数据。

通过应用程序接口，应用程序可以实现各种网络应用，如Web服务器、FTP服务器等。

三、应用场景lwip原理适用于嵌入式系统中的网络通信应用。

它具有资源占用少、效率高的特点，适用于资源有限的嵌入式系统。

以下是lwip原理的一些应用场景：1. 物联网设备随着物联网的发展，越来越多的设备需要进行网络通信。

基于NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现

基于 NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现摘要：六自由度平台作为一种全新的模拟器，用于航天空间运动姿态方面的模拟和规划，在六自由度平台的行程范围内，可以凭借其强大的功能去重新演绎各种空间运动，有着六种自由运动的维度，通过对六个液压作用气的精确控制和解耦算法，可以实现不同自由度的位子控制。

而本文将着重分析依托NI虚拟器基础上的六自由度平台测控系统，了解该系统运行的可靠性和安全性。

以通用计算机作为核心，在硬件平台基础上，由用户设计定义，具有仿真面板，有测试软件实现测试功能的一种全新计算机仪器系统，也有着强大的功能优势。

关键词：NI实时控制器；六自由度；系统设计前言：六自由度并联运动平台有着结构稳定、效率高且承载能力大等多方面的特点，兴起以来逐渐广泛地应用到如汽车、飞机等一些运动模拟实验设备，也取得了十分理想的成果。

在六自由度运动平台测控系统中，需要积极满足其高时效性和精确度，更要具备极强的图形图像交互功能。

而基于NItime的六自由度运动进程平台测控系统可满足六自由度运动平台实时测控的高要求[1]。

1.基于NI实时控制器的六自由度平台概述及系统结构1.概述六自由度运动平台可以实现对于原有轨迹的在线跟踪和监测，作为一种可以为航空飞行提供飞行模拟或是运动人模拟的机构，在应用到航空航天领域的同时，也能够运用在人们的日常生活中，作为一种娱乐体感游戏的形式出现,有着强大的功能，而本文依托NItime虚拟器分析六自由度运动平台的控制策略，能够缓解以往可靠性、时效性不高等控制问题。

以通用计算机作为核心的应届平台上，可以由用户自定义，且有着以下几点优势，首先使用了基于NItime虚拟仪器后，能够灵活配置各类关卡，增加了硬件的灵活性与多样性。

其次，选择了Lab view开发软件，能够简化传统的软件研发方式，Lab view作为一种新型的图形化编程工具，也是所见即所得的可视化工具，建立了人机界面后能够提供大量的控制对象内容，有利于图形化编程语言的落实。

嵌入式系统TCPIP网络解决方案资料

嵌入式系统TCP/IP网络解决方案嵌入式系统TCP/IP网络解决方案梁志明（微02）孔凡志（微02）甘珏瑜摘要：以单片机为核心的嵌入式系统在TCP/IP网络中的数据传送技术，远程监控、数据传送方面的应用，提供一种具体的实现方法。

关键字：嵌入式系统单片机 TCP/IP一、综述随着互联网应用的日益普及，以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备正成为当今电子界的热门话题。

本课题研究主要研究嵌入TCP/IP协议的单片机在网络通信中的数据传输技术。

包括实现TCP/IP链路层中的直接链路数据传输，网络层中的IP协议、ARP地址解析协议，传输层的TCP传输控制协议、UDP用户数据报协议，以及应用层的HTTP、TELNET等网络协议。

这种嵌入了TCP/IP协议的单片机系统，为现有的互联网提供了一种价格低廉、硬件简单、相对完善的网络接入方案，在实际应用中更会体现传输速度快、使用方便等优点，并且有着广泛的应用前景，特别是数据采集、数据传输领域。

二、硬件设计硬件设计上采用8位的单片机系统配以太网接口芯片来完成以太网的网络通讯。

考虑到8位单片机的处理能力有限，以太网接口芯片也亦采用10M的接口芯片。

设计中采用了Topstar公司的ISA口的10M网卡TE-2500B，芯片采用Realtek公司的RTL8019AS芯片。

该芯片可以工作在8位总线模式下。

单片机采用了Winbond公司的W78E58B，该芯片支持32K 的程序代码，具有3个计数器和256字节的内部RAM。

单片机使用串行口与上位机通讯，上位机通过终端向单片机发送命令或者接受单片机处理后的数据。

上位机与单片机间使用MAX232转换电平。

因为单片机需要处理大量的以太网数据报，所以大容量的RAM必不可少，设计中使用了HM62256作为单片机的扩展RAM，其大小为32K。

总线连接上也留出地址线A15作为网卡地址选择。

完成的设计原理图见附录，现在对部分电路作详细介绍。

1．单片机部分电路为扩展的数据存储器模式，单片机的工作频率为22.1184MHz，P0和P2端口用作数据及地址总线，P3.0(RXD)和P3.1(TXD)用作串行通讯，P3.2(/INT0)用作网卡的中断IRQ，P3.4用作网卡的冷复位RESET，P3.3和P3.5用作I2C总线的SDA和SCL，扩展的32K外部RAM(62256)使用地址（0x0000 - 0x7FFF）。

基于TCP／IP协议栈的嵌入式以太网终端设计

ｌ硬件电路架构
根据以太网终端要实现的功能特点，并结合ＡＭＲ微处理器的性价比等因素，设计的基于ＡＭ的嵌入式Ｒ以太网终端的硬件结构框图如图１示。所
并能自动检测所连接的介质。ＲＬ０９Ｓ与主机有３Ｔ８１Ａ
栈及Ｉ／Ｏ．实时操作系统的核移植。ｘＣＳＩＩ
要特点包括：支持ＩＥ８２３支持８位或ｌ数据ＥＥ０．；６位
总线；内置１Ｋ的ＳＡ用于收发缓冲；双工，６ＢＲＭ，全收
发同时达到１Ｍｐ；持１Ｂｓ５１Ｂｓ２１ＢｓＴ０ｂｓ支０ａｅ、０ａｅ、０ａｅ，
ＲＬ０９Ｓ的接口电路以及嵌入式ＴＷＩＴ８１ＡＣＰ栈和ｗ／Ｓ一实时操作系统的核移植的设计思想和具体ＣＯ Ⅱ 开发流程。该方案性价比较高，用于通信速率要求不高的家庭自动化设备和工控场合。适关键词：入式系统；Ｃ／Ｉ嵌ＴＰＰ协议栈；ＣＯ — ；以太网终端ｗ／ＳＩＩ
与以太网控制器ＲＬ０９Ｓ连接，Ｔ８１Ａ目前已广泛应用于
仪表、业生产中的数据的采集与控制等设备正在逐工步走向网络化，以共享互联网络中庞大的信息资源。嵌入式设备的网络化开发有着广阔的前景 … 。嵌入式以太网终端是嵌入式设备网络化的发展方向。本文以ＡＭ处理器为设计核心，用１Ｍ以太Ｒ利０网芯片ＲＬ０９Ｓ建立Ｅｈｒｅ网络连接。软件设Ｔ８１Ａｔｅｎｔ

基于ARM平台的嵌入式TCP／IP协议栈的实现

ＩＥＥＥ０．３８２８２／０．Ｕ— ０Ｂｓ— ／０ａｅＴ规ｌ０ａｅＴｘ１Ｂｓ－
１软硬件基础
１１硬件坏境．
范，以实现与３可２位、６位控制总线的无缝连１接，有很高的灵活性。其外围电路相对比较具
ＡｂｔａｔＣｏｉｉｇＡＲＭ￥Ｃ２１Ａｎｎｗｐｔｅｎ０１０ａｔ— ｄｐｅｈｒｅｃｎｒｌｒｓｒｃ：ｍｂｎｎ３４０ａｄｅａｔｒ１／０ＭｕｏａａｔｄＥｔｅｎｔｏｔｏｌｅＬＡＮ９Ｃ１．ｈｒｂｅｏｏｔｒｎｐａｔＴＣＰＩｔｃｗＩａｅｎｅｅｄｄｒａ—ｉｐｒ１ｔｅｐｏｌｍｆｈｗｏｔａｓｌｎ１ｌ／ＰｓａｋＬＰｂｓｄｏｍｂｄｅｅｌｍｅｏｅ — ｔ
和功耗敏感的应用。同时它采用了ＡＲＭ９０２Ｔ
收稿日期：０８１ —０２０～０５
作者简介：欢（９１，，梅１８一）女河北石家庄人，究实习员，研主要从事计算机应用等方面的研究
理器和ＬＡＮ９Ｃ１１以太网控制器，因为 ① １１是ＳＣ４Ｏ３２１Ａ是一款具有很高性价比、性能的微高
控制器，合于手持设备等领域的芯片，的低功适它耗、简和出色的全静态设计特别适用于对成本精
简单。１２软件平台．

嵌入式uIPTCP／IP协议栈在基于DSP系统中的应用

ｔｈｅｅｎｄｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｓｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍａｃｃｅｓｓｅｄｔｏｔｈｅＥｔｈｅｒｎｅｔ．Ｉｔｓｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｉｓｒａｔｈｅｒｌｏｗ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＳＰ；ｕＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋ；ＥｔｈｅｒｎｅｔＡｃｃｅｓｓ
嵌入式系统中选择的数字信号处理芯片是ＴＩ公司的
存器，从而实现嵌入式系统接入以太网的ＵＰ
ＮｅｔｗｏｒｋａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
嵌入式ｕｌＰＴＣＰ／ＩＰ协议栈在基于ＤＳＰ系统中的应用
谢文娣
（安徽新华学院，安徽合肥２３００８８）
摘要：搭建了一个基于ＤＳＰ嵌入式系统的以太网接入硬件平台．给出了软件设计思路及具体
协议栈——ｕＩＰ协议栈来实现基于ＤＳＰ的嵌入式系统以
Ｒ期ｓ２３２ＩＭＡｘ口ＴＭＳ３２０４ｂｉｔ￣］ＣＳ８９００ＡＳＳＴＴ０１１卜接口
ＴＸ１ＶＣ５５１０
ｓｔａｃｋ；ｂｅｓｉｄｅｓｉｔｈａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒｐｒｏｇｒａｍａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｕｌＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋ．Ｉｎ

嵌入式系统的TCPIP协议栈的研究与设计

嵌入式系统的TCP/IP协议栈的研究与设计高晓晶电子科技大学电子工程学院，成都（610054）E-mail: 40384719@摘要：本文首先介绍了嵌入式TCP/IP协议栈的研究意义和科研背景，然后针对嵌入式系统硬件资源较少，通常缺乏足够的CPU和存储器资源以支持整个TCP/IP协议族的问题，提出针对不同的网络应用对协议栈进行精简的方案，只保留其基本功能，以满足网络应用的需要。

关键词：嵌入式系统，TCP/IP，协议栈，Internet1. 引言Internet技术的不断发展，将丰富的信息带入了人们的日常生活以及生产生活中，Internet的应用领域也不断扩大，除了传统的信息检索、电子邮件、远程登陆外，各种新应用(如信息家电，远程数据采集，工业控制)也越来越受人们的关注。

接入Internet的主体也慢慢开始发生变化，越来越多的嵌入式应用需要支持网络功能。

实际上在全球每年的CPU出产量中，绝大部分是嵌入式的微处理器，可见嵌入式系统的应用比通用计算机系统广泛的多。

嵌入式系统的应用更是涉及制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等各个领域。

可见，如果将信息资源如此丰富的嵌入式系统接入Internet的话，将会给Internet的发展带来一个新的飞跃，真正实现全球资源共享。

嵌入式TCP/IP协议栈就是嵌入式系统接入Internet的基础，TCP/IP协议是一种全世界通用的网络协议，嵌入式系统只有服从这种通用协议才可以和别的系统建立联系，才可以接入Internet。

2. 嵌入式TCP/IP研究现状和主要困难在数据采集领域，一些小型监测设备需要增加网络功能来实现远程数据传输功能。

而现存的IP网诸如全球Internet网的趋势愈演愈烈，只要那些设备上实现了TCP/IP协议并增加一个网络接口，就可以方便的接入到现有的网络中，所以小型设备的网络接入技术一直是大家关注的焦点。

基于TCP_IP协议栈的嵌入式网络控制系统设计

2011年1月第7卷第1期系统仿真技术Syste m S i m u l ation Tec hno l ogyJan .,2011V o.l 7,N o .1中图分类号:TP 336文献标识码:A基于TCP /I P 协议栈的嵌入式网络控制系统设计王旭,王中杰(同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系,上海 201804)摘要:网络控制系统(N CS)是指传感器、执行器以及控制器通过网络进行数据通信的控制系统,它不仅是1个控制系统,还是1个网络系统。

网络中的各种复杂因素使得网络控制系统的设计非常复杂。

为此,提出了1种基于T CP /IP 协议栈的嵌入式网络控制系统体系结构,并对其中的核心模块网络层进行了实现。

在此基础上,开发了远程电机控制系统。

开发实例表明,所提出的网络控制系统体系结构简单、方便,即使开发人员不懂通信,也可以很容易地通过模块化构造实际网络控制系统。

关键词:网络控制系统;TCP /IP 协议栈;嵌入式Design of Embedded Net worked Control Syste mBased on TCP /I P ProtocolWANG X u,WANG Zhongjie(Dep art m en t of Control S ci en ce and Eng i neeri ng ,Tong jiUn i versit y ,Shangh ai201804,C h i na)Abstract :A net w o r ked contr o l sy ste m (NCS )is referred to a contro l sy ste m,i n w hich t h e senso r ,t h e actuato r and the contr o ll e r co mm unica tes t h rough net w ork .NCS is no t only a con tro l sy ste m,but a lso a net w ork sy ste m.D ue to t h e diverse facto r in net w ork ,it is soph istica ted to design a NC S .An arch itecture fo r e m bedded NC S based on TC P /I P pro toco l is firstly pr o po sed ,then the key m odule i n w h ich t h e net w ork lay er is rea lized.Fina ll y ,A NC S fo r m o t o r ba sed on t h e architecture is developed .It de m onstrates tha ,t the propo sed arch itecture o f NC S is si m ple and conven ien.t A person can constructs a NC S easily ,even he do es no t understand w e ll comm un icati o n .Key words :net w o r ked contr o l sy ste m;TCP /IP pro toco ;l e m bedded syste m基金项目:博士点基金资助项目(20070247075),国家自然科学基金资助项目(71071116),上海市基础研究重点资助项目(10J C1415300),教育部重大资助项目(306023),青浦区-同济大学科技合作资助项目(2009)1 引言在网络控制系统中,控制器、传感器和执行器作为独立的节点,通过网络互相连接。

TCPIP嵌入式网络智能监控系统的设计与实现中期报告

TCPIP嵌入式网络智能监控系统的设计与实现中期报告1. 引言随着物联网和智能家居的兴起，网络智能监控系统变得越来越重要。

本文提出了一种基于嵌入式系统和TCP/IP协议的智能监控系统设计，该系统具有远程监控、报警、自动控制等功能。

本文主要介绍了系统的设计思路、软、硬件实现过程，以及现有的问题和未来的研究方向。

2. 总体设计系统采用分布式结构，由嵌入式设备、PC机和Web服务器三部分构成。

其中，嵌入式设备负责数据采集、处理和控制，PC机作为监控中心，可通过本地网络或互联网远程监控和控制系统，Web服务器提供远程访问和数据存储服务。

3. 软件实现系统的软件实现采用了嵌入式操作系统（RTOS）和TCP/IP协议栈。

RTOS负责系统的任务调度和控制，TCP/IP协议栈则实现了网络通讯功能。

系统还使用了腾讯云提供的MQTT协议实现了远程通讯和云端存储功能。

4. 硬件实现硬件实现采用了STM32F4系列单片机作为主控芯片，配合数据采集模块（如温度传感器、湿度传感器等）和控制模块（如继电器、LED灯等）共同组成了系统的硬件部分。

系统还采用了WiFi模块实现了无线通讯功能。

5. 现有问题尽管系统已基本实现了设计要求，但还存在以下问题：（1）数据安全性问题：系统传输的数据缺乏加密机制，容易被黑客攻击；（2）通讯性能问题：TCP/IP协议栈存在瓶颈，运行效率较低；（3）系统可靠性问题：系统在长时间连续运行时会出现崩溃或死机现象。

6. 未来研究方向为解决现有问题，提高系统可靠性和安全性，未来可以在以下方面进行研究：（1）加入数据加密机制，提高数据传输的安全性；（2）优化协议栈，提高通讯效率；（3）改进系统架构和算法，提高系统稳定性和可靠性。

基于嵌入式TCP／IP协议的远程GPRS控制系统

基于嵌入式TCP／IP协议的远程GPRS控制系统李飞【摘要】介绍了基于8位单片机的嵌入式TCP／IP的远程无线控制终端的设计与实现。

描述了基于GPRS网的数据传输过程和嵌入式TcP／IP协议栈简化的恩路，并着重阐述了控制系统的技术实现。

%This paper introduces the design and implementation of the long-range wireless controlls terminal station based on 8bit singlechip which embeds TCP/IP. It describs transmission course of data based on GPRS network and embedded simple thinking of TCP/IP agreement. And iUum inates the technologyimplementation Of controls terminalstationin detait【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】1页(P50-50)【关键词】GPRS;TCP／IP;单片机;控制系统一【作者】李飞【作者单位】青岛科技大学,山东青岛266061／德州职业技术学院,山东德州253000【正文语种】中文【中图分类】TP273现在工业设备的控制越来越依赖无线网络，随着中国移动GPRS业务的发展，利用无线网络实现工业设备远程控制，是现代化工业控制系统运行与维护的一个重要发展方向。

文章所要研究的控制系统是由8位单片机实现嵌入式TCP/IP协议，并通过对MC35模块的控制，利用GPRS模块在网络中完成与控制中心的数据通讯。

GPRS是通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService）的英文简称，GPRS网络是在现有GSM网络中引入3个主要组件来实现的：服务支持结点；网关支持结点；分组控制单元（PCU）。

上海交通大学硕士学位论文六自由度...

上海交通大学硕士学位论文六自由度排爆机械臂控制系统设计姓名：***申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：***20080101六自由度排爆机械臂控制系统设计摘要反恐排爆机器人是指代替人工在直接无法到达或不适宜停留的有爆炸物、危险物等环境中，专门用于搜索、探测、处理各种爆炸危险品的防暴机器人。

自911以来，排爆机器人已成为减少人员伤亡、保障社会安定的重要装备。

本论文面向复杂环境中大型爆炸物排除专用机械手的底层控制系统设计和实现过程中的关键技术问题展开研究，包括大型排爆机械手的运动学模型推导、控制系统设计、底层控制系统选型和实现以及机械手运动仿真系统。

本论文主要工作如下：采用D－H法建立了“6＋1”大型排爆机械手的运动学模型，推导了位姿变换的A矩阵和T矩阵，并进行了算例验证；根据大型排爆机械手系统配置和功能需求，完成了底层驱动、控制、传感系统的硬件选型，并设计了控制系统硬件的主电路与控制电路；针对本课题控制系统软件技术要求，确定了嵌入式系统移植和机械臂控制软件各主要功能模块的设计方案，开发了相应软件系统；利用LabVIEW及其相应的3D Picture Control控件，结合机械臂运动学分析结果，开发了机械臂运动的三维仿真程序。

关键词：排爆机器人，机械臂，运动控制，嵌入式系统，LabVIEW第I 页The Control System Design of Six-Degree of Freedom Anti-BombRobot ManipulatorABSTRACTThis thesis is focused on the issue of motion control system design of multi-degree of freedom anti-bomb robot manipulator, which has been one of the key research areas in anti-terrorism robots or equipments. The following work has been done for a six-degree of freedom robot manipulator which is supposed to handle large explosive under complex constrain conditions:First Then we described the technical requirements of the 6-DOF robot manipulator and its mechanical design principle. After that the kinematics analysis of the manipulator was given through robotics calculation. Next, we compared the several alternative control system hardware solutions and design the main electrical circuit as well as the control circuit. You can find the comparisons and hardware details in this part. Then, all modules of the control process were schemed and programmed into computer software. Descriptions of flow diagrams and some original codes were also attached. Finally, a virtual reality program used to indicate manipulator motion was developed by LabVIEW and its 3D Picture Control.Keywords: anti-bomb robot, robot manipulator, motion control, embedded system, LabVIEW第II 页上海交通大学毕业设计（论文）学术诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

六自由度机器人系统设计研究

六自由度机器人系统设计研究摘要随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展，人们对工业机器人性能的要求越来越高，高速、高精度、智能和模块化成为目前工业机器人发展的主要趋势。

本文研究六轴工业机器人的系统设计，可以提高工业机器人性能的利用率和工作效率，对于工业机器人在工业生产中的应用具有广泛的实际意义。

关键词六自由度机器人；驱动；系统设计工业机器人是多学科交叉的综合性学科，集力学、机械工程、电子工程、机械自动化、计算机科学技术、传感器技术、人工智能等多种先进技术于一体。

随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、热处理、上下料、打磨抛光、搬运码煤、装配、喷涂、检测等作业中得到越来越多的应用。

下面主要以六自由度机器人为例对其系统进行分析。

1 机器人系统从原理上讲，其由四部分组成：控制装置部分机械、本体部分、执行装置部分、传感器部分。

1.1 控制装置部分包括通讯、人机交互以及控制系统三部分，其功能是响应上位机的信号，并使机器人系统按照要求完成动作。

1.2 机械本体部分包括底座、臂部、手腕、末端操作器等部分，每一部分都有若干自由度，构成一个多自由度的机械系统。

1.3 执行装置部分即用来驱动机械系统动作的驱动系统，根据驱动源的不同，驱动系统可以分为电气、液压、气压三种以及把他们结合起来应用的综合系统。

1.4 传感器检测外部信号，并以某种形式发送给控制系统，作为拉制系统的外部输入信号[1]。

2 机器人总体方案设计2.1 设计原则（1）可靠性原则：可靠性问题对于结构复杂，环节较多的机器人极其重要，其贯穿到设计开发的各个环节：方案确定-本体设计-部件选择-制造-调速。

（2）转动惯量最小原则：为使机器人工作效率大幅提高，机器人在由一个工序结束处运动到另一个工序开始处时常以极高的速度运动，产生严重的振动和冲击。

为减少机器人冲击和振动，提高运动的平稳性及动力学特性，需采用转动惯量最小原则。

方法之一就是尽量减少各零部件的质量。

基于RTX六自由度电动平台控制系统设计与实现的开题报告

基于RTX六自由度电动平台控制系统设计与实现的开题报告一、选题背景和意义近年来，随着机器人技术的发展和应用范围的扩大，六自由度电动平台的控制系统逐渐成为研究的热点。

六自由度电动平台是一种具有六个自由度（三个平移自由度和三个旋转自由度）的机械平台，通常用于工业生产线上的物料搬运、自动化装配、医疗机器人等方面。

与传统机械装置相比，六自由度电动平台具有精度高、动作灵活、操作方便等优点，受到越来越多应用领域的青睐。

六自由度电动平台的工作原理是利用电机控制平台的运动，而电机控制则需要一个稳定可靠的控制系统。

因此，控制系统的设计和实现是六自由度电动平台的重要研究领域，对于提高六自由度电动平台的控制精度和稳定性，具有重要意义。

在这个背景下，本文选题基于RTX六自由度电动平台控制系统的设计和实现展开研究。

二、研究内容和目标本文的主要研究内容是基于RTX操作系统设计和实现六自由度电动平台的控制系统。

具体来说，研究内容包括以下几个方面：1. 六自由度电动平台的运动学分析。

2. 电机控制系统的设计。

该方面的重点是选择合适的电机控制器、电机控制算法和电路控制板。

3. 控制系统的软件设计。

该方面的重点是基于RTX操作系统设计软件结构，包括数据采集和处理、动作控制等方面。

4. 控制系统的硬件实现。

该方面的重点是将设计好的控制系统通过硬件实现的方式和六自由度电动平台相连接，以实现电动平台的控制。

本文的目标是实现一套稳定可靠的六自由度电动平台控制系统，并对其性能进行测试和优化。

通过本研究，可以为电动平台控制系统的开发提供规范和指导，同时为六自由度电动平台在物料搬运、自动化装配、医疗机器人等方面的应用提供技术支持。

三、研究方法和技术路线本文的研究方法主要采用理论研究和实验研究相结合的方式。

具体来说，先针对六自由度电动平台的运动学进行理论分析，并确定其运动模型和运动控制方案。

然后，通过物理实验对控制系统进行测试和优化，以验证理论分析的正确性和控制系统的稳定性。

基于嵌入式TCP／IP技术的网络型多媒体中控器设计

非接触式ＩＣ卡的读卡功能，而辨识使用者的身份，从并利用Ｃ２０Ｐ２０以太网控制芯片和嵌入
式ＴＰＩＣ／Ｐ协议栈实现中控器与远程监控计算机的数据通信功能．
关键词：入式系统；ＴＰＩ嵌Ｃ／Ｐ；多媒体集中控制；多媒体教室
现远程监控提供网络通信功能．因此，建一套构
具有身份识别功能、于校园网络的多媒体中控基系统是解决现阶段多媒体教室使用及管理问题
的优选方案．１系统工作原理
本文所设计的多媒体中控器以常用多媒体
２系统硬件设计
（）件构架．１硬考虑到系统成本及效率，中控器选择Ｓｌｓ司的Ｃｏ１００单片机作为控制核心．ｉｂ公ａ８５Ｆ２
外围电路主要分为３个模块：备控制模块、设射频读卡模块、网络通信模块，中设备控制模块又由控制面其板、关控制以及音视频切换３部分组成．件系统框图如图２所示．开硬（）备控制电路．备控制模块包括控制面板、关２设设开
中图法分类号：Ｐ７Ｔ３文献标识码：Ａ
０引言
随着多媒体技术与信息技术在教学中的普及，多媒体教室已成为各大高校的主要教学场地，其管理的
好坏将直接关系到课堂知识的传授效果和学校的教学质量．期的多媒体教室主要是将各类教学设备进早行简单的连接，样的方案易造成使用及管理不便并存在安全隐患．解决以上问题，多高校在多媒体这为很教室中安装了多媒体中控器，种中控装置利用了集中控制的原理，以将多媒体教室中所有教学设备的这可