哈工大2017本科毕设开题报告

咚甯if*玄&孳毕业设计（论文）开题报告题目：远程数据存储服务器设计电子信息工程2017年1月6日专业学生学号班号指导教师日期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。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.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 networksM.南京:东南大学出版社,2006.7 Lin jnnliang,Pan Gang,Li Ping. Embedded Linux Graphic Terminal Design Based On ARMC. Proceedings of the 25 th 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 SQLiteM.US:APress, 2006.11 Danny Brian.The Definitive Guide to Berkeley DB XMLM.US:Apress, 2006.12 友善之臂.Tiny6410硬件手册J.2016.13 冯新宇.ARM11嵌入式Linux系统实践与应用M.北京：机械工业出版社，2012.14 韩少云，奚海蛟,谌利.ARM嵌入式系统移植实战开发M.北京：北京航空航天大 学出版社,2012.15 杨水清，张剑，施云飞.精通ARM嵌入式Linux系统开发M.北京：电子工业出 版社,2012.16 祁献鹏.基于嵌入式Linux的Qt图形程序实战开发M.北京：北京航空航天大学 出版社,2015.17 吴迪.Qt Creator快速入门M.北京:北京航空航天出版社,2015.