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摘 要：近年来，随着网络控制系统的不断发展和完善，其原理的优势作用已经逐渐突显出来。嵌入式控制系统不仅可以体现互联网的信息联合作用，还能最大程度提高网络服务器远程控制能力。基于ARM & Linux的嵌入式实时控制系统可以帮助网络工程管理人员掌控系统实时数据，并结合数据内容制定相应的控制方案。基于此，本文将结合嵌入式实时控制系统，对网络控制系统的应用问题进行深入分析。
关键词：ARM & Linux；嵌入式；实时控制；研究与分析
中图分类号：TP273
网络信息技术、自动控制技术、嵌入式技术是促进嵌入式实时控制系统发展的源动力，所以与传统技术相比，嵌入式控制系统的兼容性非常好，具有许多优质的应用性能。计算机集中控制系统、总线控制系统、分散控制系统催生出了网络控制系统，计算机与网络信息的结合标志着嵌入式实时控制系统将成为网络控制系统发展的重点项目。
1 嵌入式实时控制系统的发展现状分析
目前，世界上最常用的嵌入式控制系统是总线控制系统，其智能设备的信息自动化输送能力非常强，从双向信息传输角度分析，数字式、字符式、数据化的通信网络节点可以帮助网络信息控制系统底层设备。与互联网相同，信息也需要在生产的同时实现交流任务。因此，根据这一系统特性，总线控制系统的网络协议改变了程序结构，去除了ISO/OSI7层，并将数据链路层、应用层以及物理层融合到了一起，这种设计模式提高了分散数据的集成化控制能力，让系统设备的控制功能进一步扩大[1]。
1.1 嵌入式实时控制系统使用特征分析
（1）不支持TCP/IP协议。目前物联网通讯多半依仗ISO模型，这种模型的运行结构复杂，且在日常系统管理中，模型对数据信息的搜集能力并不明显，如果在信息传递过程中，网络协议出现了权限控制，则控制系统将无法获得既定的传输信息[2]。
（2）总线共存。世界上共有40多种现场总线，如英国EAR、法国FIP、德国SPB等，这些现场总线形式大大弱化了网络控制标准对体系建立的规范性。同时在多种总线设置竞争的情况下，总线技术很难达到良好的保密效果，使其难以跨越发展固有形态。
（3）网络信息传输形式。一般来讲，总线信息传输速度不会超过500kb/s，所以新型嵌入式实时控制系统中，网络信息传输速率无法满足现实的传输环境，会给传输介质带来巨大的环境压力[3]。
1.2 嵌入式实时控制系统的作用
基于ARM & Linux的嵌入式实时控制系统中，硬件平台通常会采用高性能的ARM处理器，这种处理器的操作能力很强，所以即使Boa服务器嵌入互联网中，其系统仍能处在稳定的运行状态下，正常工作。同时，采用ARM & Linux开发平台，控制系统的创建成本会大大降低，其主流TCP/IP协议流通效率也大幅度提高了。
2 嵌入式实时控制系统的硬件平台设计与实现
硬件平台对控制系统的性能要求非常高，所以应以S3C2400为微处理器，采用RISC技术，让系统的工作频率大幅度上升，在提高系统程序运行速率的同时，扩展程序的运行空间。同时，硬件系统还应组织创建多功能数据库，用RS-232接口将网络数据与信息管理系统相连接，让系统设备具有良好的信息控制功能。以太网RJ-45为接口的嵌入式设备可以帮助实时控制系统完成数据传输工作，体现系统数据库移动储存的功能[4]。
3 构建嵌入式实时控制系统的操作体系
3.1 服务器移植
在加载程序的引导下，系统后台运行的第一段代码可以直观显示网络服务器的引导任务，所以从嵌入式实时控制操作系统的功能性入手，系统必须利用移植服务器提高加载程序的运行时间，让AMR硬件回复到初始状态，同时还应设置启动参数，让系统内核代码与第一段引导代码相互吻合。由于嵌入式实时控制系统常用的硬件核心为S3C2440，所以在进行服务器移植时，核心文件应按照系统基准代码来修改，并且其修改后的文件应具备一定的翻译功能。
3.2 内核移植
嵌入式系统内核文件的控制任务相对复杂，所以在系统开发的过程中，工程人员应该按照内核配置，将内核数据按照固定编码顺序进行翻译，并下载相应的Linux代码，升级内核控制版本，保存内核数据库中的源码。同时，嵌入式实时控制系统还可以利用交叉编译器的功能性作用进行程序系统开发。不仅要修改内核代码，还应在系统服务器支持的基础上提高内外部代码的共融性，首先在系统根目录中找到Makefile文件，修改文件中的ARM体系结构，让有关代码可以满足处理器修改需求[5]。
3.3 制作根文件系统
根文件对嵌入式实时控制系统操作指令的内容影响很大，如果系统内还未解压的原始代码包没有形成稳定的控制结构，不具备运行Busybox配置的能力，根文件可以在更改系统配置的同时，改变编译标准，让程序按照制定的规范形式运行，同时还能清晰的分别出各种启动控制指令内容，让启动界面呈现一种多元化的控制模块形式。
3.4 程序设计
（1）软件模块。软件模式是嵌入式系统的重要功能模块，其不仅可以在数据采集、传输、处理、程序设计等四方面提高嵌入式实时控制系统的控制能力，同时还具有很强的集成信息处理能力，帮助嵌入式系统利用这些模拟数据改变互联网配置的相关内容，保证其能展现出良好的运行状态[6]。
（2）信息处理流程。嵌入式系统通过远程代码将信息传送给网络服务器，网络服务在用户网页中会显示出有效信息，这些有效信息在访问权限上是严格控制的，所以如果CGI程序并没有接收到用户的正确指令，则控制系统数据库并不会向用户开放编码信息。如果CGI程序接收到了正确的访问指令，则控制系统会进一步利用编码程序完成数据传输。采用温度传感器控制系统数据运营、采集环境，让各嵌入式结构处在联动状态，同时帮助系统微处理器将信息传送给网络服务器，提高用户获取信息速度。
4 结束语
通过上文对基于ARM & Linux的嵌入式网络控制系统的运行状态、设计原理、运行模式进行系统分析可知，采用模拟多机访问嵌入式服务器的方式，经过检测系统完成了前端数据采集和提供远程服务器访问等功能的系统设计方法，可以更好的体现嵌入式网络控制系统的实用价值和功能价值。依靠现场智能设备、网络信息技术、服务器控制功能的嵌入式系统，其系统兼容性会进一步扩大，其系统的制约因素也会随之而增多。
参考文献：
[1]冯明亮.基于ARM & Linux的嵌入式网络控制系统的研究与设计[J].西南科技大学学报（社会科学版），2012（04）：110-123.
[2]朱宇，周瑜.基于ARM & Linux的嵌入式粮情测控系统的研究与开发[J].电子设计工程，2012（34）：189-192.
[3]刘云鑫，张耀雪.一个基于ARM & Linux的嵌入式实时操作系统[J].计算机工程与应用，2013（23）：167-173.
[4]王先春，郭洁荣，胡伟文.基于ARM & Linux的嵌入式Web服务器的设计与实现[J].微计算机信息，2012（23）：145-156.
[5]冯静洲，付玉卓.基于ARM & Linux的嵌入式GUI的研究和移植[J].计算机仿真，2012（06）：109-122.
[6]谭涛，许晓辉，黄晓亮.基于ARM & Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计[J].电子设计工程，2012（23）：124-136.
作者简介：李玲玲（1979-），女，辽宁人，工程师，硕士研究生，研究方向：嵌入式应用。
作者简介：中国电波传播研究所青岛分所，山东青岛 266107
关键词：ARM & Linux；嵌入式；实时控制；研究与分析
中图分类号：TP273
网络信息技术、自动控制技术、嵌入式技术是促进嵌入式实时控制系统发展的源动力，所以与传统技术相比，嵌入式控制系统的兼容性非常好，具有许多优质的应用性能。计算机集中控制系统、总线控制系统、分散控制系统催生出了网络控制系统，计算机与网络信息的结合标志着嵌入式实时控制系统将成为网络控制系统发展的重点项目。
1 嵌入式实时控制系统的发展现状分析
目前，世界上最常用的嵌入式控制系统是总线控制系统，其智能设备的信息自动化输送能力非常强，从双向信息传输角度分析，数字式、字符式、数据化的通信网络节点可以帮助网络信息控制系统底层设备。与互联网相同，信息也需要在生产的同时实现交流任务。因此，根据这一系统特性，总线控制系统的网络协议改变了程序结构，去除了ISO/OSI7层，并将数据链路层、应用层以及物理层融合到了一起，这种设计模式提高了分散数据的集成化控制能力，让系统设备的控制功能进一步扩大[1]。
1.1 嵌入式实时控制系统使用特征分析
（1）不支持TCP/IP协议。目前物联网通讯多半依仗ISO模型，这种模型的运行结构复杂，且在日常系统管理中，模型对数据信息的搜集能力并不明显，如果在信息传递过程中，网络协议出现了权限控制，则控制系统将无法获得既定的传输信息[2]。
（2）总线共存。世界上共有40多种现场总线，如英国EAR、法国FIP、德国SPB等，这些现场总线形式大大弱化了网络控制标准对体系建立的规范性。同时在多种总线设置竞争的情况下，总线技术很难达到良好的保密效果，使其难以跨越发展固有形态。
（3）网络信息传输形式。一般来讲，总线信息传输速度不会超过500kb/s，所以新型嵌入式实时控制系统中，网络信息传输速率无法满足现实的传输环境，会给传输介质带来巨大的环境压力[3]。
1.2 嵌入式实时控制系统的作用
基于ARM & Linux的嵌入式实时控制系统中，硬件平台通常会采用高性能的ARM处理器，这种处理器的操作能力很强，所以即使Boa服务器嵌入互联网中，其系统仍能处在稳定的运行状态下，正常工作。同时，采用ARM & Linux开发平台，控制系统的创建成本会大大降低，其主流TCP/IP协议流通效率也大幅度提高了。
2 嵌入式实时控制系统的硬件平台设计与实现
硬件平台对控制系统的性能要求非常高，所以应以S3C2400为微处理器，采用RISC技术，让系统的工作频率大幅度上升，在提高系统程序运行速率的同时，扩展程序的运行空间。同时，硬件系统还应组织创建多功能数据库，用RS-232接口将网络数据与信息管理系统相连接，让系统设备具有良好的信息控制功能。以太网RJ-45为接口的嵌入式设备可以帮助实时控制系统完成数据传输工作，体现系统数据库移动储存的功能[4]。
3 构建嵌入式实时控制系统的操作体系
3.1 服务器移植
在加载程序的引导下，系统后台运行的第一段代码可以直观显示网络服务器的引导任务，所以从嵌入式实时控制操作系统的功能性入手，系统必须利用移植服务器提高加载程序的运行时间，让AMR硬件回复到初始状态，同时还应设置启动参数，让系统内核代码与第一段引导代码相互吻合。由于嵌入式实时控制系统常用的硬件核心为S3C2440，所以在进行服务器移植时，核心文件应按照系统基准代码来修改，并且其修改后的文件应具备一定的翻译功能。
3.2 内核移植
嵌入式系统内核文件的控制任务相对复杂，所以在系统开发的过程中，工程人员应该按照内核配置，将内核数据按照固定编码顺序进行翻译，并下载相应的Linux代码，升级内核控制版本，保存内核数据库中的源码。同时，嵌入式实时控制系统还可以利用交叉编译器的功能性作用进行程序系统开发。不仅要修改内核代码，还应在系统服务器支持的基础上提高内外部代码的共融性，首先在系统根目录中找到Makefile文件，修改文件中的ARM体系结构，让有关代码可以满足处理器修改需求[5]。
3.3 制作根文件系统
根文件对嵌入式实时控制系统操作指令的内容影响很大，如果系统内还未解压的原始代码包没有形成稳定的控制结构，不具备运行Busybox配置的能力，根文件可以在更改系统配置的同时，改变编译标准，让程序按照制定的规范形式运行，同时还能清晰的分别出各种启动控制指令内容，让启动界面呈现一种多元化的控制模块形式。
3.4 程序设计
（1）软件模块。软件模式是嵌入式系统的重要功能模块，其不仅可以在数据采集、传输、处理、程序设计等四方面提高嵌入式实时控制系统的控制能力，同时还具有很强的集成信息处理能力，帮助嵌入式系统利用这些模拟数据改变互联网配置的相关内容，保证其能展现出良好的运行状态[6]。
（2）信息处理流程。嵌入式系统通过远程代码将信息传送给网络服务器，网络服务在用户网页中会显示出有效信息，这些有效信息在访问权限上是严格控制的，所以如果CGI程序并没有接收到用户的正确指令，则控制系统数据库并不会向用户开放编码信息。如果CGI程序接收到了正确的访问指令，则控制系统会进一步利用编码程序完成数据传输。采用温度传感器控制系统数据运营、采集环境，让各嵌入式结构处在联动状态，同时帮助系统微处理器将信息传送给网络服务器，提高用户获取信息速度。
4 结束语
通过上文对基于ARM & Linux的嵌入式网络控制系统的运行状态、设计原理、运行模式进行系统分析可知，采用模拟多机访问嵌入式服务器的方式，经过检测系统完成了前端数据采集和提供远程服务器访问等功能的系统设计方法，可以更好的体现嵌入式网络控制系统的实用价值和功能价值。依靠现场智能设备、网络信息技术、服务器控制功能的嵌入式系统，其系统兼容性会进一步扩大，其系统的制约因素也会随之而增多。
参考文献：
[1]冯明亮.基于ARM & Linux的嵌入式网络控制系统的研究与设计[J].西南科技大学学报（社会科学版），2012（04）：110-123.
[2]朱宇，周瑜.基于ARM & Linux的嵌入式粮情测控系统的研究与开发[J].电子设计工程，2012（34）：189-192.
[3]刘云鑫，张耀雪.一个基于ARM & Linux的嵌入式实时操作系统[J].计算机工程与应用，2013（23）：167-173.
[4]王先春，郭洁荣，胡伟文.基于ARM & Linux的嵌入式Web服务器的设计与实现[J].微计算机信息，2012（23）：145-156.
[5]冯静洲，付玉卓.基于ARM & Linux的嵌入式GUI的研究和移植[J].计算机仿真，2012（06）：109-122.
[6]谭涛，许晓辉，黄晓亮.基于ARM & Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计[J].电子设计工程，2012（23）：124-136.
作者简介：李玲玲（1979-），女，辽宁人，工程师，硕士研究生，研究方向：嵌入式应用。
作者简介：中国电波传播研究所青岛分所，山东青岛 266107