臺灣博碩士論文加值系統

遠端監控系統其目的為協助人們易於掌控遠端監控物之動態，其架構可分成監控點和控制中心兩端。過去連結兩端的通訊媒體通常是採專用回路，雖然在通訊品質與資料傳輸率有一定的水準，但存在過多纜線與高維護成本的缺點。本論文中採用資訊家電(IA)的理念，結合微處理器與藍芽(Bluetooth)傳輸模組，發展嵌入式監控系統，以期解決過多纜線所造成的不便，達成低空間佔用率與無線傳輸環境。再者，利用藍芽(Bluetooth) 可以形成一小範圍的無線通訊網路 (Piconet)，它不受方向限制，可穿透障礙物，進行一對七的中短距離資訊傳輸。本論文中所提出之遠端監控系統架構可分成三部分：中央監控中心、監控閘道器、監控點子系統。中央監控中心為一部個人電腦，透過我們所發展的視窗介面，監控者可以在遠端取得被監控環境的訊息，並透過乙太網路或電話系統下達指令給監控閘道器。監控閘道器的主要功能是作為中央監控中心與監控點子系統間溝通的橋樑，其上之CPU為採用ARM7為架構的EP7212 Chip，並將一般i386平台使用的Linux編譯成ARM Linux作為其作業系統。監控閘道器接收遠端監控中心下達指令，並藉由Bluetooth通訊模組將指令傳遞給各監控點子系統。監控點子系統是以8051Chip為系統核心，其功能為監控環境電壓之變化，並透過Bluetooth通訊模組將偵測訊息傳回監控閘道器，以便由監控閘道器統合所有訊息後，再回傳給中央監控中心。監控點子系統除了被動接收遠端下達指令外，也主動定時回報監控訊息。本論文中所提出之遠端監控系統不僅可以使用在工廠機器運轉監控，同時亦可適用於電力系統監控、氣象氣候資訊搜集、家庭自動化等多元化的應用。

The objective of a remote supervisory control system is to let people can handle a remote system in a easier way. A remote supervisory control system, in general, consists of supervisory units and a central control unit. Traditional systems use private network to guarantee the quality and performance for the communication among all units; however, it always results in too many cables and great costs. To overcome the above drawbacks, an embedded supervisory control system using Bluetooth technology for communication is proposed in this thesis. The proposed system also consists of a central control unit, a supervisory controller with a gateway to internet or PSTN (Public Switched Telephone Networks). The central control unit issues instructions to or receives environmental information from the supervisory controller gateway by internet or PSTN. The supervisory controller gateway gathers information which came from the supervisory controller unit through Bluetooth Communication Module and sends them to the central control unit. The supervisory controller gateway is realized in an ARM7 Chip using a modified Linux kernel. Whereas, the supervisory controller unit, which is an 8051-based system, and monitors the change in electric signals of electric equipment and delivers information to the supervisory controller gateway through a Bluetooth Communication Module. In addition to making a response to a remote system, the supervisory controller unit periodically reports the situation of the remote system to the central control. The proposed embedded supervisory control system also can be applied to various applications, such as the manufacturing industries, power plant, weather report system, household appliances, and so on.

緒論
1.1. 背景與動機
1.2. 研究綱要.
1.2.1. 中央控制中心
1.2.2. 遠端監控點部份.
1.2.3. 軟體架構
2. 軟硬體設計原理與分析
2.1. 監控點子系統硬體設計原理分析.
2.1.1. 監控點系統架構
2.1.2. 單晶片8051 特性.
2.1.3. 單晶片8051 之記憶體擴充.
2.1.4. 轉換資料擷取技術
2.1.5. 串列通訊介面.
2.2. 監控點子系統嵌入式即時作業系統原理分析
2.2.1. 計時器中斷服務常式.
2.2.2. 序列埠中斷服務常式
2.2.3. 外部中斷服務常式.
2.2.4. 排程器(Scheduler).
2.2.5. 工作(Task)
2.3. 監控閘道器硬體設計原理分析
2.3.1. 監控閘道器系統架構
2.3.2. EDP7209 Development Kit
2.3.3. Memory Map
2.4. 監控閘道器閘道應用程式設計原理分析
2.4.1. 數據機傳輸模式
2.5. 中央控制中心監控應用程式原理分析
3. 嵌入式ARM Linux 作業系統
3.1. 何謂嵌入式系統.
3.2. ARM Linux 作業系統建構
3.3. ARM Tool-chain 建立
3.4. ARM Linux kernel 建立
3.5. Initial ramdisk 建立
3.6. downloader
3.6.1. Shoehorn
3.6.2. Hermit
4. 藍芽通訊協定原理
4.1. 藍芽通訊協定之RFCOMM 原理
4.1.1. Description
4.1.2. 多工模擬串列埠
4.1.3. 服務介面描述
4.1.4. TS07.10 通訊協定在RFCOMM 中被引用的部分
4.1.5. RFCOMM 與 TS07.10 的相關性
4.1.6. 與其他層的相互作用..
4.2. 藍芽通訊協定之L2CAP 原理分析
4.2.1. Description
4.2.2. General Operation
4.2.3. State Machine
4.3. 藍芽通訊協定之HCI 原理分析
4.3.1. Description
4.3.2. HCI Command.
4.3.3. Event
4.3.4. HCI Data Packet
4.3.5. Possible Physical Bus Architectures
4.3.6. How to Use the HCI.
5. 系統軟體設計流程6
5.1. 監控點子系統即時作業系統流程說明.
5.2. 監控閘道器閘道應用程式流程說明.
5.3. 中央控制中心監控應用程式流程說明
5.4. 藍芽通訊協定之RFCOMM 程式流程說明.
5.4.1. RFCOMM 程式流程
5.5. 藍芽通訊協定之 L2CAP 程式流程說明.
5.5.1. L2CAP 程式流程圖定義：
5.5.2. L2CAP 程式流程圖.
5.5.3. CLOSED State
5.6. 藍芽協定之HCI 程式流程說明...
6. 整合與測試.
6.1. 系統初始與連線.
6.2. 監控點傳回監控資料之測試
6.3. 監控點傳回臨界值設定之測試.
6.4. 監控點傳回時間設定之測試
6.5. 設定監控點警戒值參數之測試.
6.6. 設定監控點時間參數.
7. 結論與未來展望
8. 參考文獻
8.1. 硬體部分參考文獻...
8.2. 軟體部分參考文獻
8.3. 相關網站列表.
附錄一..
A 、binutils 建立
B 、 gcc 建立..
C 、 glibc 建立.
D 、 ARM Linux kernel 建立..
F 、Shoehorn downloader 建立.
G 、Hermit downloader 建立..
H 、Shoehorn downloader 下載流程..
I 、Hermit downloader 下載流程.
附錄二....

8.1. 硬體部分參考文獻
[1]. 8051/8052系列原理介紹與產品設計:以MICE-II-8052為發展工具, 鍾富昭編著, 全華圖書, 1992, ISBN:957-21-0010-6
[2]. 8051入門與介面控制, 陳龍三編著, 松崗圖書, 1996, ISBN:957-22-2192-2
8.2. 軟體部分參考文獻
[3]. TS 07.10, VER 6.3.0, ETSI
[4]. RFCOMM with TS 07.10 Specification on BLUETOOTH SPECIFICATION Version 1.0 A
[5]. Logical Link Control and Adaptation Protocol Specification on BLUETOOTH SPECIFICATION Version 1.0 A
[6]. Bluetooth Assigned Numbers on BLUETOOTH SPECIFICATION Version 1.0 A
[7]. Bluetooth Host Controller Interface Function Specification
[8]. J. Carlson, S. Cheshire, M. Baker, draft-ietf-pppext-cobs-00, “PPP Consistent Overhead Byte Stuffing (COBS)”, November, 1997
[9]. Bluetooth HCI UART Transport Layer Specification on BLUETOOTH SPECIFICATION Version 1.0 A
[10]. Beginning Linux Programming 2 /e Edition by Richard Stones and Neil Matthew
[11]. Operating Systems Design and Implementation 2/e by Andrew S.Tanenbaum and Albert S.Woodhull
[12]. C++ Builder的奧祕,資料庫設計, Charlie Calvert著/林修平譯, 松格資訊, 1997, ISBN:9578395566
[13]. LINUX驅動程式, Alessandro Rubini原著/歐芳吉,林長毅譯, 歐萊禮, 2000, ISBN:957-8247-39-7
[14]. LINUX核心研究篇, 張耀仁譯, 和碩科技, 1999, ISBN:957-0390-02-6
[15]. Linux HOWTOs：Bootdisk HOWTO
[16]. Linux HOWTOs：Kernel HOWTO
[17]. Linux HOWTOs：Serial HOWTO
[18]. Linux HOWTOs：Serial Programming HOWTO
8.3. 相關網站列表
[19]. http://www.bluetooth.com
[20]. http://www.linux.org.tw/CLDP/HOWTOs.html
[21]. http://busybox.lineo.com/
[22]. http://opensource.lineo.com/lists/busybox/
[23]. http://www.linux.org/
[24]. http://lists.arm.linux.org.uk/mailman/listinfo/linux-arm-announce
[25]. http://www.armlinux.org/pipermail/armlinux-toolchain/
[26]. http://mhonarc.axis.se/bluetooth-dev/maillist.html
[27]. http://mhonarc.axis.se/bluetooth-dev/threads.html#00602