24963.遠(yuǎn)程數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究

1、分類號l理2強(qiáng)密級；公玨單位代碼t!Q鰻學(xué)號：2Ql生Q!Q地!l刃If卸瓤史誓碩士學(xué)位論文⑧中文論文題目：垂猩熬室丕統(tǒng)塞墜壬魚差鏈掛盎煎窒英文論文題目z堅(jiān)型壁些!!g!!!堅(jiān)墾!磐!!!——DigitalSystem——E—x—p—e——r——i——m———e———n——t———P——l—a——t——f—o———r——m————論文作者：星主塑指導(dǎo)教師：星蕉專業(yè)名稱：垡皇盈亟研究方向：巍厶式丕纏所在學(xué)院：趁堡皇皇壬墨壅堂瞳論文提交日期

2、：2017年6月9日論文答辯日期：2Q!!生旦塹旦摘要遠(yuǎn)程數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究信息對抗專業(yè)研究生羅宇翔指導(dǎo)老師廖磊摘要隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程教育逐漸普及，尤其是近年來大規(guī)模推廣的大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程(MassiveOpenOnlineCourses，MOOC)和小規(guī)模限制性在線課程(SmallPrivateOnlineCourse，SPOC)，使遠(yuǎn)程教育中實(shí)踐難的問題逐漸突顯，遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也逐漸成為各高校和研究機(jī)構(gòu)的研

3、究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程平臺主要采用計(jì)算機(jī)為載體的體系架構(gòu)，存在成本高，體積大等缺陷，也不符合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢。針對這一問題，本文繼承性提出了一種基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)體系架構(gòu)，將Web服務(wù)器、實(shí)驗(yàn)服務(wù)器、視頻服務(wù)器等全部集中設(shè)計(jì)到嵌入式系統(tǒng)中，以達(dá)到遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微型化、低成本的目標(biāo)，也便于集成在實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的智能化。與計(jì)算機(jī)相比，嵌入式系統(tǒng)處理能力孱弱，要實(shí)現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)體系架構(gòu)需要解決三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即

4、在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法、實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)采集與傳輸以及基于嵌入式的FPGA(FieldProgrammableGateArray)遠(yuǎn)程配置。針對實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法，本文研究了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的基于集群技術(shù)的Web服務(wù)器系統(tǒng)的架構(gòu)和理論模型，對比分析了幾種Web服務(wù)器的常用任務(wù)調(diào)度算法。針對嵌入式系統(tǒng)的特殊性，利用排隊(duì)論對遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并對基于內(nèi)容分發(fā)的多種類型任務(wù)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法(MultiClassRo

5、undRobin，MC—RR)進(jìn)行了參數(shù)調(diào)優(yōu)，使之能夠滿足嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中負(fù)載均衡和實(shí)時(shí)性等要求。針對視頻的實(shí)時(shí)采集與傳輸，本文詳細(xì)研究了嵌入式系統(tǒng)中視頻采集與傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案。采用了V4L2(Video4Linux2)驅(qū)動框架控制符合UVC(USBVideoClass)規(guī)范的攝像頭進(jìn)行視頻圖像的采集，利用TCP／IP的Socket編程方式，實(shí)現(xiàn)了視頻的實(shí)時(shí)采集和傳輸，并可在瀏覽器上進(jìn)行觀看。針對基于嵌入式的FPGA遠(yuǎn)程配置，本文詳細(xì)