基于Linux平臺的嵌入式動態網絡監控系統的研究

歐姆龍（廣州）汽車電子有限公司 許震東

廣東省人才市場 周 琳

基于Linux平臺的嵌入式動態網絡監控系統的研究

歐姆龍（廣州）汽車電子有限公司 許震東

廣東省人才市場 周 琳

本文介紹了基于嵌入式ARM Linux 平臺上的動態網絡監控系統的搭建，通過編制一套工廠MES系統的監控軟件，以便位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間信息的交互以及控制，使管理者能及時查詢工廠生產過程中的信息，實現透明化生產管理，提高企業的競爭力。本系統的開發環境是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 服務器安裝包boa-9.04.13等。

ARM Linux；MES；QT；boa服務器；動態網絡監控

1.系統框架

所謂的嵌入式動態網絡監控系統，個人理解，就是用戶通過網絡監控運行在嵌入式設備上的操作系統的動態變化。本文所建立的就是基于嵌入式ARM Linux平臺上的動態網絡監控系統。如圖1所示：

圖1 嵌入式動態網絡監控系統圖解

本文主要研究內容有：基于ARM平臺嵌入式系統的設計，實現AMR平臺的Linux移植；研究網絡監控系統，編制符合一定要求的監控軟件；研究嵌入式動態網絡監控系統在工廠MES系統中的應用；在ARM linux系統中構建WEB服務器系統，以便管理者能及時查詢工廠生產過程的信息，實現透明化生產管理，提高企業的競爭力。

2.嵌入式動態網絡監控系統的搭建

2.1 系統軟硬件組成

嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，且軟硬件可裁減，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。本嵌入式系統的硬件組成有：觸摸式LCD、USB接口、以太網接口、串口、SD卡。

系統的軟件結構：帶OS軟件結構為主機，連接各個終端進行數據交互。

2.2 ARM平臺的Linux移植

嵌入式Linux系統的移植包括：Uboot移植、Linux內核移植和文件系統移植。

主要需要以下幾個步驟：（1）X86平臺Linux開發環境的搭建；（2）建立交叉編譯環境及安裝好arm-linux-gcc編譯工具；（3）實現ARM平臺的Linux移植

2.3 制造執系統MES在工業中的作用

隨著工廠車間系統復雜度的不斷提高，迫切需要利用最新的計算機控制技術對其進行改造。本系統將移植Qt/Embedded圖形用戶界面（GUI）系統到嵌入式linux系統平臺，以解決被控系統的狀態實時、圖形化顯示問題，并通過建立web服務器，使管理層能通過以太網實時訪問到下位機的狀態信息。

2.4 在ARM Linux 平臺上編寫符合工廠車間設備的監控軟件

本文利用Qt4.7.0版本，用Qt creator 設計了一個簡單的工廠車間工位的監控界面，用QtEmbedded-4.7.0-arm_qmake 交叉編譯工具交叉編譯后移植到ARM板上。實現QT編寫經過以下步驟：（1）在X86安裝Qt4.7.0，然后利用相關控件簡單設計出一個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設備qt執行文件。下載到arm板并進行相關環境變量設置。（3）進行槽函數編寫，并且連接信號與槽。

2.5 嵌入式Web服務器

實現嵌入式設備網絡化方法一般有三種，一是通過專用的嵌入式網關相聯，二是通過專用的Web服務器實現，三是把標準網絡技術拓展到嵌入式設備中，由嵌入式系統自身實現Web服務器功能。本文采用的是基于ARM的微處理器S3C6410與linux相結合，構建嵌入式Web服務器系統。

2.6 CGI應用程序的編寫

CGI的基本原理：通用網關接口（Common Gateway Interface）是一個Web服務器主機提供信息服務的標準接口。通過CGI接口，Web服務器就能夠獲取客戶端提交的信息，轉交給服務端的CGI程序進行處理，最后返回結果給客戶端。

2.7 Html頁面的設計

結合以上編程和移植，加上Html頁面設計，本課題最終結果如圖2所示。

圖2 嵌入式界面與網頁界面對比

3.總結

經過本課題的研究與應用，加深了現階段對嵌入式系統進一步的了解，在工作中，使用成本低廉的下位機作為終端，對控制UI加以改進，控制程序加以優化，便形成了一套智能的網絡終端，提高了員工在產線上的工作效率，提高了管理層領導對工作監督、信息獲取的及時性。由于本人學識尚淺，有描述不足之處請加以指正。

[1]Gene Sally,著,郭旭,譯.Linux嵌入式系統高級程序設計[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.

[4]張棟,黃成.Linux 服務器搭建實戰詳解[M].北京:電子工業出版社,2010,(1):166-189.