ARM嵌入式远程监控技术研究

摘要：在本文中，对常用的远程监控技术做出了总结，系统介绍了嵌入式远程监控系统的基本组成，特别是对基于arm的嵌入式远程监控技术做了详细分析。首先介绍了嵌入式系统和远程监控系统的基本概况，介绍了Linux平台建设和图像采集处理主要的硬件电路，最后对嵌入式远程监控技术提出了自己的建议，并对在这个领域未来的研究方向进行了讨论。

关键词：远程 监控 ARM

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0007-01

1 引言

当今社会已经进入了数字信息技术和网络技术高速发展的个人电脑时代，嵌入式设备已经渗透到各个领域，逐步向网络方向发展。嵌入式监控系统采用嵌入式实时多任务操作系统，利用以太网传输图像数据和控制信号，同时具备可以应用于个人计算机的强大处理能力，进一步监测分析和处理图像，它的功能集中到一个小尺寸芯片，可以直接连接到局域网或广域网，大大提高了实时性能、稳定性和可靠性。因此嵌入式远程监控技术具有广泛的应用领域，是科学研究和军事发展必不可少的一项重要技术。

2 嵌入式系统

嵌入式系统有两种定义，第一个是指以嵌入式系统应用为中心，基于计算机技术的软件硬件。指为了减少对功能、可靠性、成本、体积、功耗方面的严格要求，适应应用系统的专用计算机系统；第二个是根据IEEE的定义：嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。它通常指的是电脑系统，包括硬件和软件两部分。目前，嵌入式设备已深深融入人们的日常生活。该技术涉及到生活的角角落落，包括了电子玩具、MP3、MP4、SOHO路由器、手机、机顶盒、汽车电子、电磁炉、电梯、安全系统、自动售货机、医疗仪器、音频、ATM等。

3 远程监控系统

3.1 远程监控系统概述

远程监控是通过计算机的远程监控来实现控制对象的网络系统。远程监控系统是可以实现本地和远程监控功能的硬件和软件系统的结合。远程监控系统是由信息网络和控制网络构成，他结合了现代计算机技术、通信技术、传感器技术、自动控制技术和人机系统，是一个有机整体，已经广泛应用在许多领域，如工业生产过程实时监控、电力设备、集中监控、环境安全监测、集中监控、水利系统图像远程监控、电力监控、网络监控、移动监控等。

3.2 嵌入式远程监控系统发展现状

远程监控是一个国内外研究前沿课题，国内外一直在进行积极研究。1997年1月，第一次基于互联网的远程监控诊断工作会议召开，由斯坦福大学和麻省理工学院主办，会议主要讨论了远程监控系统的开放系统，规则诊断信息、传输协议、用户法律限制等，并展望了其未来的技术发展。针对其在网络中的重要作用，嵌入式设备、嵌入式网络服务器也成为了一个国内外研究的热点领域，因此嵌入式网络服务器应用技术也得到了快速发展。而工业以太网在工业控制领域也将发挥越来越重要的作用。

4 主要硬件电路设计

（1）存储器：嵌入式系统已经包含有SDRAM、FLASH存储器。基于SDRAM内存的嵌入式系统，具有单位空间存储容量大和低价格的优势，已广泛应用于各种嵌入式系统中。闪存是一种信息可以擦除的存储设备，它的特性是停电后记忆信息会丢失，它具备低功耗、大容量、快速擦除的特点，可以实现全部或局部系统编程，可进行内部嵌入算法操作，因此芯片已广泛应用于各种嵌入式系统中。

（2）串行接口：串行端口在系统开发、调试中扮演着非常重要的角色。群组串行端口和单独串行端口是一个通用的接口设备，通过串行端口可以扩展连接许多其他的设备。

（3）JTAG接口：JTAG（联合测试行动）是在1985年制定的国际标准测试协议，主要用于检测PCB和IC芯片。JTAG技术是一种嵌入式调试技术，它封装在芯片专用测试电路丝锥（测试访问端口），可通过特殊的JTAG测试工具测试内部节点。

5 建立嵌入式Linux平台

5.1 交叉编译环境的建立

通常嵌入式系统的软件编译和执行是在两个不同的平台进行。编译在主机进行，一般为桌面主机；进一步在目标机器上执行，即嵌入式系统硬件平台。通常是在主机上通过一个跨平台交叉编译器来编译源文件从而得到一个可执行文件，在目标平台上再通过串口、并口，或网络下载到目标平台的FLASH或其他存储介质，然后由目标机运行软件。

5.2 引导装载程序移植

引导装载程序是系统通电后运行的第一段代码。通常在刚刚启动时较短的时间内运行，它对于嵌入式系统来说是一个非常重要的部分，在整个系统中不可或缺。在嵌入式系统中，系统复位或上电后通常开始从地址0x00000000加载，引导装载程序和地址通常是用来存储启动代码。通过这个过程，可以初始化硬件设备、建立内存空间映射，因此该系统的硬件和软件环境可以得到一个合适的状态，最终为加载操作系统内核准备好正确的环境。

6 总结和展望

远程监控系统的设计涉及很多方面的知识，是一项复杂的系统工程设计。基于ARM的嵌入式数字远程监控系统是一个热门话题，是当前主要的嵌入式系统和监控系统，同时它涉及ARM架构、Linux操作系统、网络编程、多线程、多进程编程、CGI编程、图像处理、和其他方面的知识，所以它也是一个高水平集成系统。ARM处理器的多参数远程网络监控设备通过测试和分析主要模块，能够使该系统性能更稳定，实时性更好，可广泛应用于仓库、银行、军事设施、安全监控等。在居民区、工业领域、电力、电信基站以及无人驾驶系统方面，都具有广阔的应用前景和市场潜力。

随着图像处理芯片和ARM结构的不断发展和融合，基于IP网络的数字远程监控系统将不断地发展和完善。随着高带宽在普通家庭用户中的流行， 基于IP网络的数字远程监控系统进入普通家庭也将逐渐成为现实。

参考文献

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