哈工大2017本科毕设开题报告

毕毕业业设设计计 论论文文 开开题题报报告告 题题 目 远程数据存储服务器设计目 远程数据存储服务器设计 专专 业业 电子信息工程电子信息工程 学学 生生 学学 号号 班班 号号 指导教师指导教师 日日 期期 2017 年年 1 月月 6 日日 1 课题背景及研究的目的和意义 1 1 课题背景 随着信息技术的飞速发展 网络应用扮演着不可或缺角色 计算机知识的普及 民众对计算机的认识和理解日益深厚 在二十世纪末二十一世纪初期 在 PC 应用领 域 微软的 Windows 操作系统占据了操做系统的半壁江山 图形化的界面 傻瓜式 的应用 即使计算机新手也能用的得心应手 但是随着需求的日益深入 大家渐渐 发现 Windows 不像以前那样好用了 尤其是在网络应用 服务器构建等方面有着 不小的缺憾 大家渐渐把目光转向了其他操作系统 Linux 成为了他们的首选 Linux 是一套免费使用和自由传播的类 UNIX 操作系统 它具有如下特点 开放 性 多用户 多任务 良好的用户界面 设备独立性 提供丰富的网络功能 可靠 的系统安全性 良好的可移植性 兼容其他的 UNIX 系统 支持多文件系统 自从有了网络一来 通过网络来传输文件一直是一项很重要的共组 不但可以 实现文件的上传下载 而且可以设置不同的用户访问权限 并支持大文件的断点续 传功能 例如 把在本地计算机上设计的网站文件 上传到远程的 Web 服务器主机 上 就可以使用 FTP 服务 根据用户名及密码访问远程主机所提供的 FTP 目录 采 用这种方法 用户不需要使用 Telnet 登陆到远程主机进行工作 这样就使 Web 服务 器上的文件更新工作变得非常轻松 FTP 是 Internet 上用来传送文件的协议 文件传输协议 是 TCP IP 协议族中的 协议之一 他是为了能够在 Internet 上互相传送文件而制定的文件传送标准 规定了 Internet 上文件如何传送 该协议是 Internet 文件传送的基础 它是由一系列规格文 档组成 目标是提高文件的共享性 提供非直接使用远程计算机的方法 是存储介 质对用户透明和可靠传输数据 也就是说 通过 FTP 协议 就可以完成两台计算机 之间的复制 从远程计算机复制文件至自己的计算机上 称下载 download 文件 若将文件从本地计算机复制到远程计算机上 则称之为上传 upload 文件 在 TCP IP 协议中 FTP 标准命令 TCP 端口号 21 PORT 方式端口号 20 1 2 研究的目的和意义 与大多数 Internet 服务一样 FTP 也是一个客户机 服务器系统 用户通过一个 支持 FTP 协议的客户机程序 连接到在远程主机上的 FTP 服务器程序 用户通过客 户机程序向服务器程序发出命令 服务器程序执行用户所发出的命令 并将执行的 结果返回到客户机 比如说 用户发出一条命令 要求服务器向用户传送某一个文 件的一份拷贝 服务器会响应这条命令 将指定文件送至用户的机器上 客户机程 序代表用户接收到这个文件 将其存放在用户目录中 本课题的目的是设计一个基于 ARM 的远程数据存储系统 实现数据包的解析 校验 存储 并且使存储的数据可以通过 FTP 远程访问 2 国内外在该方向的研究现状及分析 2 1 国外现状及分析 FTP 是英文 File Transfer Protocol 文件传输协议 的缩写 顾名思义 FTP 就是专 门用来传输文件的协议 也就是说通过 FTP 我们可以在 Internet 网上的任意两台计算 机间互传文件 FTP 是 Internet 上最早也是最广的应用 直到今天它仍是最重要和最基本的应用 之一 用 FTP 传输文件 本来用户事先应在远方系统注册 但后来为了便于大家获 取资源 FTP 在互联网上有一种特殊的也是非常广泛的应用是匿名 FTP anonymous FTP 通过 Internet 任何用户可以使用 FTP 和一个公用账号 通常账号名是 anonymous 去获得一些公用资源 在 Internet 上目前有许许多多的这种公用计算机 我们把这种用来做匿名 FTP 服务的计算机称作 FTP 服务器 ftpsite 对每一个联入 Internet 的用户 只要知道这些 FTP 服务器的地址 就可以与它们连接并获取上面各种 资源 由于 FTP 操作简单实用 开放性强 且能充分利用 Internet 来进行信息传递与 交流 所以目前越来越多的 FTP 服务器连入 Internet 这样越来越多的资源就可以通 过匿名 FTP 来获得 2 2 国内现状及分析 由于企业信息化的目的就是要以现代信息技术为手段 对伴随着企业生产和经 营过程而产生的数据进行收集 加工 管理和利用 以改善企业生产经营的整体效 率 增强企业的竞争力 所以 数据存储是企业信息化不可缺少的工具 是绝大部 分企业信息系统的核心 数据 计算机硬件和数据存储技术 这三者推动着远程数据存储系统的发展 当今社会所产生的信息数据的复杂度和数据量都在迅速增长 计算机硬件平台的发 展仍然实践着摩尔定律 数据存储技术迅速向深度 广度扩展 尤其是互联网的出 现 极大地改变了数据存储的应用环境 向信息储存提出了前所未有的技术挑战 这些因素的变化推动着远程数据存储技术的进步与发展 在手持设备发展迅猛的时代 在互联网技术已经成为日常生活一部分的时代 在数据存储与共享成为人们办公作业必不可少的工具的时代 我们有理由相信这三 者的结合必将给我们带来不同的享受和体验 3 研究内容及拟解决的关键问题 3 1 研究内容 本设计的主要研究内容有 1 搜集相应背景 基于 ARM 的远程数据存储服务器的实现方案的设计及选型 2 软件开发环境的搭建 3 Linux 内核移植 4 数据存储功能的实现 5 远程数据访问功能的实现 3 2 拟解决的关键问题 基于 ARM 的远程数据存储服务器 是指外部信号源通过串口通信 将数据存入 FTP 服务器 再通过网口通信 使得计算机可以远程对数据进行访问 总体设计方 案的架构如图 3 1 所示 串口通信 网口通信 信号源 服务器 客户端 图3 1 基于ARM的远程数据存储服务器的总体结构设计图 远程数据存储服务器图采用的是服务器与客户端的结构 在网口通信中实现服 务器端与客户端的数据交互 并通过串口通信对数据进行接收 客户端采用 PC 机 通过 FTP 协议查看数据 服务器采用树莓派三代处理器并使用操作系统 通过有线 网卡接入网络并与网络中的其它计算机 客户端 进行数据的交换 4 拟采取的研究方法和技术路线 进度安排 预期达到的目标 4 1 拟采取的研究方法和技术路线 本设计想实现基于 ARM 的远程数据存储服务器 服务器实时接收并存储来自串 口的数据 同时进行远程 FTP 访问 测试各种情况 都可以到达预期效果 但本设 计实现的功能仅为远程存储服务器的基本功能 系统还存在不完善之处 1 存储文件格式的优化 本服务器接收数据后以记事本格式将数据保存 但记 事本格式文件在 Windows 操作系统下 不能直接显示十六进制数据 需借助其他软 件打开查看 可对文件存储的格式进行优化 提高查看的便利性 2 数据传输的加密 服务器虽然是通过串口进行数据接收 但同时通过有线网 络接入互联网 对于传输的信息 可进行加密处理 以防止互联网病毒对传输数据 进行窃取 需要注意网络安全问题 3 对其它传输方式的支持 本设计实现的服务器通过串口接收数据 也可以进 行改进通过 USB 网口其他方式进行数据接收 提高远程数据存储服务器的应用范 围 4 2 进度安排 表格 4 1 进度安排 阶段时间进度 第一阶段2017 1 初 了解题目指标要求 撰写 开题报告及查找资料 第二阶段2017 1 2017 3进行交叉开发环境的搭建 第三阶段2017 3 2017 4进行数据存储功能的实现 第四阶段2017 4 结束进行数据访问功能的实现 4 3 预期达到的目标 远程数据存储服务器采用的是服务器与客户端的结构 在网口通信中实现服务 器端与客户端的数据交互 并通过串口通信对数据进行接收 客户端采用 PC 机 通 过 FTP 协议查看数据 服务器采用树莓派三代处理器并使用操作系统 通过有线网 卡接入网络并与网络中的其它计算机 客户端 进行数据的交换 5 课题已具备和所需的条件 通过研究目前的数据存储技术的发展以及其使用情况 提出了研究本课题的意义 及发展前景 通过研究实现的原理 设计出整体控制方案 并完成方案的选型 本 文设计并实现的基于 ARM 的远程数据存储服务器 分为服务器和客户 PC 机 两 部分 服务器与客户之间的数据传输采用网络通信实现 服务器接收并存储数据通 过串口通信实现 服务器的硬件平台选用的是树莓派三代开发板 通过安装共享文 件夹 交叉编译工具 Eclipse 完成了嵌入式终端开发环境的搭建 通过 u boot 内 核 文件系统的安装及配置完成了终端上系统平台的设计 客户端可以通过有线网 卡接入网络 实现对服务器上数据的访问 6 研究过程中可能遇到的困难和问题 解决的措施 虚拟机与宿主机之间的文件交换难题 解决办法为创建共享文件夹 实现文件共享 7 参考文献 1 刘波文 ARM 嵌入式项目开发三位一体实战精讲 M 北京 北京航空航天大学出 版社 2015 2 韦东山 嵌入式 Linux 应用开发完全手册 M 北京 人民邮电出版社 2009 3 丁蓉 嵌入式数据库技术研究 J 西北工业大学 2002 13 14 32 33 4 穆乃刚 ZigBee 技术简介 J 电信技术 2006 3 84 86 5 钟永锋 ZigBee 无线传感器网络 M 北京 北京邮电大学出版社 2011 5 刘岩 当前六种焦点近距离无线技术综述 J 厦门科技 2005 3 42 45 6 Matthew S Gasto 802 11 wireless networks M 南京 东南大学出版社 2006 7 Lin jnnliang Pan Gang Li Ping Embedded Linux Graphic Terminal Design Based On ARM C Proceedings of the 25th Chinese Control Conference Ang 2006 Page s 1921 1925 8 丁丁 习勇 魏急波 二种主流嵌入式图形用户界面的移植及性能比较 J 电子产品世 界 2004 09 9 管希萌 刘瑶 徐丽仙等 嵌入式数据库 SQLite 应用研究 J 扬州教育学院学报 2008 9 10 Michael Owens The Definitive Guide to SQLite M US APress 2006 11 Danny Brian The Definitive Guide to Berkeley DB XML M US Apress 2006 12 友善之臂 Tiny6410 硬件手册 J 2016 13 冯新宇 ARM11