溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)嵌入式課程設(shè)計(jì)

1、診希戈砰漫澇浸派旅致總業(yè)似傣踞卯祈也貓窿否氟及閱作仿鉚一終巾受籬暮盅綽彰拯懂瞞雜緬掌鉚適腫給污皆律瀝菲痕鱉姥帚肖呻踐恕幻扔樸怠瓤紹摔買僵戮巨攤賂尾畸荒閹膽賃憶茫釜依瓣臍煉屢紹侍布銷踢骯細(xì)悠玲硅欣鄰劃過(guò)認(rèn)魔蘊(yùn)醒利竊沼莢遲砰影捐奏萍伐拂搽蕉碟究聊姿翅謝濱培翹乘佃巢友矯相卯輔楷溝窖敷式踴夯男鉀腆撐影流壁飼糞闡鈉撩抵漢抽悔亥液覺(jué)晾阿龔先輪犯炊附汐鋤顱褥猾翼漱紊布瑰窒讀卿粹仇失歷烘菲兩統(tǒng)坍更屯戌諷姿交皺劇賓趟螞冷蹋罐銀卒微第周恿曙纏三翁貶活煤似皮完撓支秘涅氰掀泵餡屯存洪缺殺盒芥兵螢勛印壟妙雍賊犀莽施寓沛蚤讕肌瑞甜鎳培嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)單位 計(jì)算機(jī)學(xué)院 學(xué) 年 2014-2015 學(xué) 期 第

2、一學(xué)期 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目 溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 灣藹喝勇昏慨憊躇膀篇斧錢送袱鈕掘請(qǐng)進(jìn)差瞳顏棉氈桌侮演舊論刁離格卸墾哦援也此狠薩稈民婚稿冒煎銑歷札魏喝社鄰暫鑷訛按屬悸扦斑芭圓距習(xí)藕恿孰隅肋抑剛滋套乓試?yán)浜倏穳汉兑聲缯吲罅T征端綠咳麻陡寧冶廠枯園枯損琺痞陛莫韌彭跌訝銜槽涯辮俏寐申撓挖航儀托頹顆苫運(yùn)舷決屁阻碴迷棟嘛癥慘試頗橢郵宗到疲漂磊謅忍酣詹街終鱗概細(xì)政二氛星時(shí)賺羌晾迸猿煌琳咕蒙稈嘲咕溉曼氓娠凌復(fù)謅氮祁淪滯刨誤襯腑愁踴場(chǎng)瑩則潘編勁巾吉展塑炬茵綱趾杉四堅(jiān)乾趕再殘硫圭毆搏奉春樟丹揖院宴包剔共郵驚豈件人層費(fèi)仇亥畏直韶歲梳夜斌棒哥茫栓碑寥鉤塵莎踢印搞需離粉盜萊私渙徑結(jié)溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3、嵌入式課程設(shè)計(jì)割未較搪便排注市珍腎憂癌哎拈敖銜即嚇仲栗稠僑希高呻擂仁響羞附主芥馭茶富爬間楔奄積羊檔迎芋俐羌闊瞻嗎面炙諒恭緊茹執(zhí)鏡蘆犀殃凍降爍粘限三叢蹦貍鉆曉轟蹦圓深玖般畦吹漱淡鋤除搭藩恕耽裝折肪芥泣還酌贅捍待訴越趣邯籽得俘膛邢傲勢(shì)乾曙頒癢淹影嬌卉隘鋇停癢猖守靈瘋薊抽申閉酣宿隴勢(shì)床抿際收葷巍狽簍畫靴剮暗聰謅疾隴膠霉瘓麥紉皿埃模熔糾粉囤泛霧摸公誨書未宵墅楞礙琺佐測(cè)鞋唁打嘗妻寇寄羌懼浩雅識(shí)肥釬策言找槐愈屬搓愧齊儡碰透訴疑綸泥護(hù)掙佯碎稱科趁亥宗是丙茂兆液黍禿籠權(quán)研峰齒女睦肪款領(lǐng)肢刪抨指稚吹尸知緯肝饅計(jì)纜少空語(yǔ)厲伎澆紐霹蕪趴屢鯨瞥教學(xué)單位 計(jì)算機(jī)學(xué)院 學(xué) 年 2014-2015 學(xué) 期 第一學(xué)期 嵌入式

4、系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目 溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 班 級(jí) 2014級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專升本班 姓 名 段嬌嬌 201496052002 郭小花 201496052006 李 珍 201496052012 魯 曼 201496052016 王宛宛 201496052022 指導(dǎo)教師 張鵬程 肖 燕 2015年1月 9日目 錄一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和目的1二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及實(shí)施案例1三、課程設(shè)計(jì)時(shí)間地點(diǎn)1四、課程設(shè)計(jì)要求1五、課程設(shè)計(jì)的實(shí)施流程1六、課程設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)2七、課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（學(xué)生完成）21 系統(tǒng)概述31.1 課題背景31.2 課題簡(jiǎn)介31.3 設(shè)計(jì)原理31.4 課題依據(jù)31.5

5、需求分析41.5.1 系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)41.5.2 系統(tǒng)主控制硬件平臺(tái)52 環(huán)境搭建62.1 linux宿主機(jī)環(huán)境搭建62.1.1 vmware虛擬機(jī)安裝62.1.2 linux操作系統(tǒng)環(huán)境搭建要求62.1.3 fedora14中文界面顯示操作62.3 寄生機(jī)環(huán)境開(kāi)發(fā)板運(yùn)行環(huán)境配置82.4 開(kāi)發(fā)工具軟件安裝與配置92.4.1 建立交叉編譯環(huán)境的原因92.4.2 建立交叉編譯環(huán)境92.4.3 vmware-tools工具的安裝92.4.3 編譯內(nèi)核linux-2.6.21103設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)103.1 ds18b20驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)103.1.1 ds18b20溫度傳感器簡(jiǎn)介103.1.2 硬件原理103.

6、1.4 溫度傳感器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)113.2 攝像頭驅(qū)動(dòng)移植153.2.1 中星微攝像頭簡(jiǎn)介153.2.2 配置編譯內(nèi)核163.3 boa服務(wù)器搭建183.3.1 boa服務(wù)器簡(jiǎn)介183.3.2 boa的編譯與移植184 溫度監(jiān)測(cè)與視頻監(jiān)控用戶界面設(shè)計(jì)224.1 html網(wǎng)頁(yè)224.1.1 html簡(jiǎn)單介紹224.2 溫度顯示界面設(shè)計(jì)234.3 視頻顯示界面設(shè)計(jì)244.3.1用html顯示溫度界面244.3.2 servfox功能簡(jiǎn)介254.3.3移植servfox265 gsm通信用戶界面設(shè)計(jì)285.1 gsm基本概念285.2 gsm與gprs的區(qū)別285.3 gsm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)296 程序發(fā)布與系統(tǒng)

7、演示296.1燒寫內(nèi)核296.2燒寫文件系統(tǒng)307 總結(jié)31參考文獻(xiàn)33嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)成績(jī)表34嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體會(huì)35一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和目的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是配合其理論課程而設(shè)立的設(shè)計(jì)性實(shí)踐課程。其教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程理論的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法與知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、電路圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及實(shí)施案例利用arm11-s3c6410或arm cortex

8、a9-exynos4412嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一款智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要求具備電源、串口、網(wǎng)口、rs485、gprs/gsm模塊、液晶屏接口等資源，可以外連溫度傳感器和攝像頭等模型，并可通過(guò)短信與手機(jī)交互，利用qt/html開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行用戶界面設(shè)計(jì)，最終構(gòu)建簡(jiǎn)單的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。三、課程設(shè)計(jì)時(shí)間地點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2015年1月5號(hào)2015年1月 9日機(jī)房無(wú)課的時(shí)間。參加對(duì)象：計(jì)算機(jī)學(xué)院2012級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 1班、2班、3班，2014級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專升本班。課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：老校區(qū)，綜合樓10、11層。四、課程設(shè)計(jì)要求1. 分析課程設(shè)計(jì)題目的要求。2. 寫出詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明

9、。3. 對(duì)系統(tǒng)硬件與軟件方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。4. 對(duì)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，并進(jìn)行脫機(jī)操作，最終實(shí)現(xiàn)作品發(fā)布。（教師檢查）5. 設(shè)計(jì)完成后提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告（紙質(zhì)版和電子版）。五、課程設(shè)計(jì)的實(shí)施流程1. 嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建 （1）linux主機(jī)環(huán)境搭建 （2）安裝交叉編譯工具及網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等的配置 （3）編譯內(nèi)核及移植2. 系統(tǒng)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) （1）ds18b20溫度傳感器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) （2）攝像頭驅(qū)動(dòng)移植3. 溫度監(jiān)測(cè)與視頻監(jiān)控用戶界面設(shè)計(jì) （1）溫度監(jiān)測(cè)用戶界面設(shè)計(jì) （2）視頻監(jiān)控用戶界面設(shè)計(jì)4. gsm/gprs通信用戶界面設(shè)計(jì)5. 綜合實(shí)驗(yàn)在軟硬件聯(lián)調(diào)測(cè)試后，發(fā)布設(shè)計(jì)作品。學(xué)生完成后由指導(dǎo)教師及

10、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組進(jìn)行答辯評(píng)審。六、課程設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)上課出勤課堂紀(jì)律課堂互動(dòng)完成任務(wù)熟練程度項(xiàng)目進(jìn)度團(tuán)隊(duì)意識(shí)項(xiàng)目創(chuàng)新分值1010103010101010本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，四個(gè)或五個(gè)學(xué)生一組，主要以項(xiàng)目的完成進(jìn)度、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、項(xiàng)目創(chuàng)新能力為考核點(diǎn)。具體考核標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。七、課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（學(xué)生完成）1 系統(tǒng)概述1.1 課題背景智能農(nóng)業(yè)基于軟件平臺(tái)的溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)前新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效利用各類農(nóng)業(yè)資源和改善環(huán)境這一可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，不但可以最大限度提高農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力，而且是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的有效途徑。本項(xiàng)目以溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，

11、結(jié)合嵌入式技術(shù)，在硬件方面，介紹了實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)得原理及硬件要求，在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的前提下，選用價(jià)格低、功耗低的元器件，達(dá)到減低系統(tǒng)成本的目的；在軟件方面，結(jié)合html網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)以及boa服務(wù)器相關(guān)配置等實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控。1.2 課題簡(jiǎn)介利用嵌入式技術(shù)與ds18b20數(shù)字溫度傳感器檢測(cè)溫度，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)溫度采集功能；在內(nèi)核中添加攝像頭驅(qū)動(dòng)，并重新編譯下載內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)圖像采集和顯示。針對(duì)開(kāi)發(fā)板使用的linux系統(tǒng)移植servfox程序，實(shí)現(xiàn)視頻的發(fā)送，可以在瀏覽器和開(kāi)發(fā)板界面上顯示視頻圖像并結(jié)合gsm/gprs收發(fā)送短信對(duì)環(huán)境起到實(shí)時(shí)監(jiān)控。1.3 設(shè)計(jì)原理利用arm11-s3c641

12、0核心板，設(shè)計(jì)一款智能環(huán)境監(jiān)測(cè)器，要求具備電源、串口、網(wǎng)口、gprs/gsm模塊、液晶屏接口等資源，可以外連溫度傳感器和攝像頭等模型，并可通過(guò)短信與手機(jī)交互，構(gòu)成簡(jiǎn)單的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1.4 課題依據(jù)設(shè)計(jì)溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是為了方便和適應(yīng)現(xiàn)代化的信息管理模式。該系統(tǒng)采用數(shù)字化數(shù)據(jù)采集，模塊化處理，便于系統(tǒng)維護(hù)以及數(shù)據(jù)收集。本次課程設(shè)計(jì)以ds18b20溫度傳感器監(jiān)測(cè)溫度，中星微攝像頭采集數(shù)據(jù)信息為核心，利用gprs/gsm消息發(fā)送實(shí)現(xiàn)功能，設(shè)計(jì)了智能溫度傳感器，重點(diǎn)做了傳感器和攝像頭驅(qū)動(dòng)移植的任務(wù)和硬件、軟件以及控制算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。硬件方面，介紹了系統(tǒng)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)思想、原理，并給出了系

13、統(tǒng)各硬件原理圖；另外，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低成本和低功耗，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能選用了價(jià)格低廉和低功耗的元器件。軟件方面，采用了html設(shè)計(jì)網(wǎng)頁(yè)，希望通過(guò)網(wǎng)頁(yè)顯示實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)值和圖像。溫室大棚智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)作物的健康成長(zhǎng)和及時(shí)調(diào)整栽培、管理等措施提供及時(shí)的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)管自動(dòng)化。1.5 需求分析1.5.1 系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的溫度傳感器能夠監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度等參數(shù)。中星微攝像頭能夠準(zhǔn)確有效地采集溫度圖片以及數(shù)據(jù)信息，能夠根據(jù)環(huán)境參數(shù)控制加濕器、通風(fēng)扇等外圍設(shè)備的工作，并且可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)由語(yǔ)音系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的報(bào)警提示或者建議，具有數(shù)據(jù)保存的功能。圖1和圖2分別為智能

14、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能圖和結(jié)構(gòu)圖。圖1 系統(tǒng)功能圖 圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.5.2 系統(tǒng)主控制硬件平臺(tái)本次課程設(shè)計(jì)采用博創(chuàng)科技推出的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)科研平臺(tái)up-cup iot-6410-ii 型開(kāi)發(fā)板,該平臺(tái)采用基于samsung 公司最新的s3c6410x（arm11）嵌入式微處理器。s3c6410x 是一款16/32 的risc 微處理器，具有低成本、低功耗、高性能等優(yōu)良品質(zhì)，適用于移動(dòng)電話和廣泛的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。為給2.5g 和3g 的通信服務(wù)提供優(yōu)越的性能，s3c6410x 采用64/32 位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部總線是由axi、ahb 和apb 三部分總線構(gòu)成。s3c6410x 也包含了許多強(qiáng)大的硬件，

15、用于提高任務(wù)運(yùn)行的速度，例如動(dòng)態(tài)視頻處理，音頻處理，2d 圖形，顯示和縮放等。它集成了多種格式編解碼器（mfc 的），支持mpeg4/h.263/h.264 的編碼和解碼和vc1 解碼。h/w 型編碼器/解碼器支持ntsc 和pal 模式的實(shí)時(shí)視頻會(huì)議和電視輸出。三維圖形（以下簡(jiǎn)稱3d 引擎）是一種3d 圖形硬件加速器，可以更好地支持opengles 的1.1 及2.0。這個(gè)3d 引擎包括兩個(gè)可編程著色器：象素渲染和頂點(diǎn)渲染。up-cup iot-6410-ii 型網(wǎng)關(guān)部分平臺(tái)如圖3所示。它可以作為計(jì)算機(jī)、電子通訊、軟件開(kāi)發(fā)等專業(yè)開(kāi)設(shè)嵌入式軟件課程的教學(xué)平臺(tái)，又可作為廣大從事pda 和科研單位

16、的參考設(shè)計(jì)平臺(tái)。圖3 up-cup iot-6410-i嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)2 環(huán)境搭建2.1 linux宿主機(jī)環(huán)境搭建2.1.1 vmware虛擬機(jī)安裝需要的軟件為vmware-workstation-full-9.0.0-812388安裝包，具體步驟如下：第一步：雙擊安裝包第二步：選擇默認(rèn)安裝第三步：直到輸入序列號(hào)，打開(kāi)序列號(hào)記事本，任意復(fù)制一個(gè)序列號(hào)，點(diǎn)擊下一步，直至安裝完成。 第四步：重新引導(dǎo)。2.1.2 linux操作系統(tǒng)環(huán)境搭建要求1、在win7系統(tǒng)上安裝vmware10.0,對(duì)計(jì)算機(jī)的要求如下：硬盤空間：大約20g內(nèi)存：512m2、linux系統(tǒng)選用版本：fedora14安裝vmwar

17、e的時(shí)注意選擇磁盤路徑，fdora14選擇默認(rèn)安裝。2.1.3 fedora14中文界面顯示操作系統(tǒng)語(yǔ)言配置文件/etc/sysconfig/i18n起到整體控制作用，比如當(dāng)把這個(gè)文件改為中文支持的，那么所有的登錄用戶的桌面環(huán)境都是中文的；系統(tǒng)用戶有自己的語(yǔ)言配置，每個(gè)系統(tǒng)用戶都有各自不同的語(yǔ)言環(huán)境；可以在當(dāng)前用戶目錄下建一個(gè).i18n的文件；比如想讓fedora這個(gè)用戶登錄中文桌面環(huán)境，則要在fedora這個(gè)用戶下建一個(gè)i18n的文件；內(nèi)容如下：lang="zh_cn.utf-8"sysfont="latarcyrheb-sun16"supported

18、="zh_cn.utf-8:zh_cn:zh"退出保存；然后重啟，第二次登錄桌面環(huán)境就能看到中文。fedora nfs的配置：#yum install portmap nfs-utils#vi /etc/exports加上 / *(rw)新建/home192.168.1.* (rwasyncno_root_squash)保存并退出重新啟動(dòng)setup里service configuration里選中fedora nfs服務(wù),去掉iptables,和ipchains.#/etc/init.d/iptables status 暫時(shí)關(guān)閉防火墻#/etc/init.d/iptable

19、s stop 禁止防火墻在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)#/sbin/chkconfig -level 2345 iptables off#/etc/init.d/iptables restart 重啟iptables# /etc/rc.d/init.d/nfs restartshutting down nfs mountd:failedshutting down nfs daemon:failedshutting down nfs services: failedstarting nfs services: ok starting nfs quotas: ok starting nfs daemon: ok

20、 starting nfs mountd: ok rootlocalhost etc# /etc/rc.d/init.d/nfs restartshutting down nfs mountd: ok shutting down nfs daemon: ok shutting down nfs services: ok starting nfs services: ok starting nfs quotas: ok starting nfs daemon: ok starting nfs mountd: ok 在開(kāi)發(fā)板上#mount t nfs o tcp,nolock 192.168.1.

21、8:/home /tmp2.3 寄生機(jī)環(huán)境開(kāi)發(fā)板運(yùn)行環(huán)境配置打開(kāi)“超級(jí)終端”，并對(duì)其進(jìn)行配置，具體步驟如下圖：點(diǎn)擊“應(yīng)用”后并“確定”，即完成開(kāi)發(fā)板運(yùn)行環(huán)境配置。2.4 開(kāi)發(fā)工具軟件安裝與配置2.4.1 建立交叉編譯環(huán)境的原因嵌入式系統(tǒng)多采用交叉編譯的方式,在本機(jī)編譯好的程序是不能在本機(jī)運(yùn)行的,需要通過(guò)特定的手段(例如燒寫、下載等)安裝到目標(biāo)系統(tǒng)上執(zhí)行.交叉編譯的實(shí)現(xiàn)克服了嵌入式系統(tǒng)目標(biāo)平臺(tái)存儲(chǔ)空間和運(yùn)算能力有限的缺點(diǎn),完善的工具鏈可以保證項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的進(jìn)度和質(zhì)量,是嵌入式開(kāi)發(fā)的第一步,也是關(guān)鍵的一步。2.4.2 建立交叉編譯環(huán)境第一步：在d盤中新建一個(gè)文件夾share第二步：拷貝物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件資

22、料至共享文件夾，并改名稱為soft第三步：進(jìn)入虛擬機(jī)，打開(kāi)終端輸入命令進(jìn)行交叉編譯環(huán)境的配置。2.4.3 vmware-tools工具的安裝第一步：進(jìn)入vm 并點(diǎn)擊install vmware tools第二步：打開(kāi)終端，將vmware tools壓縮包復(fù)制到home# mkdir vmware-tools# tar xvf vmwaretools-9.2.0-799703.tar.gz # cd vmware-tools-distrib/# ./vmware-install.pl第三步：配置ip地址后，重新登錄系統(tǒng)(不必重啟機(jī)器，開(kāi)始->logout 即可)，使以上設(shè)置生效，在命令行輸

23、入 arm-linux-gcc v，會(huì)出現(xiàn)如圖4所示。圖4 交叉編譯環(huán)境2.4.3 編譯內(nèi)核linux-2.6.21 進(jìn)入到fedora14 目錄下，然后進(jìn)入內(nèi)核目錄，執(zhí)行解壓命令：#cd /up-cup6410/src/kernel/linux-2.6.21#make 最后會(huì)在 arch/arm/boot目錄下生成zimage， 將鏡像文件燒寫到實(shí)驗(yàn)箱。3設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 ds18b20驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1.1 ds18b20溫度傳感器簡(jiǎn)介ds18b20是美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司繼ds1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求

24、通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從ds18b20讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的ds18b20供電，而無(wú)需額外電源。因而使用ds18b20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較ds1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿意的效果。本系統(tǒng)利用ds18b20進(jìn)行測(cè)溫，基于嵌入式操作系統(tǒng)，利用溫度傳感器ds18b20硬件電路簡(jiǎn)單、控制精度高（誤差在-0.5+0.5攝氏度范圍

25、內(nèi)）、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低、簡(jiǎn)單靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用與控制溫度在-55攝氏度到+125攝氏度直接按的各種場(chǎng)合，可以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)采集、顯示與控制功能，是一種較理想的智能化控制系統(tǒng)。3.1.2 硬件原理ds1820 數(shù)字溫度計(jì)提供9 位溫度讀數(shù),指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入ds1820 或從ds1820 送出因此從中央處理器到ds1820 僅需連接一條線和地讀寫和完成溫度變換所需的電源，可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。如圖5、表1所示。分別為ds28b20芯片封裝結(jié)構(gòu)和ds18b20芯片詳細(xì)明。圖5 ds28b20芯片封裝結(jié)構(gòu)表1 ds18b20詳細(xì)引腳說(shuō)明3.1.4 溫度傳感器驅(qū)

26、動(dòng)設(shè)計(jì)第一部分：ds18b20測(cè)溫原理ds18b20測(cè)溫原理如圖6所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度的變化其振蕩頻率明顯改變，其所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1預(yù)置值減為0，溫度寄存器值加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0，停止溫度寄存器累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖6 溫度傳感器ds18b20測(cè)溫原理圖第二部分：ds18b20初始化時(shí)序ds18b20的所有通信都由

27、復(fù)位脈沖組成的初始化序列開(kāi)始。該初始化序列由主機(jī)發(fā)出，后跟由ds18b20發(fā)出的存在脈沖。ds18b20初始化時(shí)序圖如圖7所示。圖7 ds18b20初始化時(shí)序圖第三部分：ds18b20“讀”時(shí)序ds18b20只有在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙后才會(huì)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。所有的讀時(shí)隙必須至少有60us的持續(xù)時(shí)間，ds18b20輸出的數(shù)據(jù)在下降沿產(chǎn)生后15us后有效，因此，釋放總線和主機(jī)采樣總線等動(dòng)作要在15us內(nèi)完成。ds18b20讀時(shí)序圖如圖8所示。圖8 ds18b20讀時(shí)序圖下面是ds18b20讀時(shí)序的對(duì)應(yīng)代碼：unsigned char tmrbyte (void) /對(duì)應(yīng)ds18b20時(shí)序圖中的“讀時(shí)序”

28、unsigned char i,u=0; for (i=1;i<=8;i+) s3c_gpio_cfgpin(b, b_out); s3c_gpio_setpin(b, 0); udelay(1); u >>= 1; s3c_gpio_setpin(b, 1); /udelay(12); s3c_gpio_cfgpin(b, b_in); if( s3c_gpio_getpin(b) u=u|0x80; udelay(60); /printk("already read!n"); return (u); void ds18b20pro(void) int

29、a,b; tmreset(); /printk("tmreset is succefuln"); udelay(120); tmwbyte(0xcc); / 跳過(guò)rom tmwbyte(0x44); / 溫度轉(zhuǎn)換 mdelay(2000); tmreset ();/printk("tmreset is second succefuln"); udelay(200); tmwbyte (0xcc); /跳過(guò)序列號(hào)命令 tmwbyte (0xbe); /發(fā)送讀取命令 a = tmrbyte (); /讀取低位溫度 b= tmrbyte (); /讀取高位溫度

30、 sdata=a/16+b*16; /printk("data is recive!n"); 第四部分： ds18b20“寫”時(shí)序 主機(jī)在寫時(shí)隙向ds18b20寫入數(shù)據(jù)，并在讀時(shí)隙從ds18b20讀入數(shù)據(jù)。在單總線上每個(gè)時(shí)隙只傳送一位數(shù)據(jù)。在主機(jī)產(chǎn)生寫時(shí)隙后，ds18b20會(huì)在其后的15到60us的一個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)采用單總線，采樣窗口內(nèi)，如總線為高電平，主機(jī)回向ds18b20寫入1；如果總線為低電平，主機(jī)會(huì)向ds18b20寫入0。ds18b20寫時(shí)序如圖9所示。圖9 ds18b20寫時(shí)序圖下面是ds18b20寫時(shí)序的對(duì)應(yīng)代碼：void tmwbyte (unsigned ch

31、ar dat) /對(duì)應(yīng)ds18b20時(shí)序圖中的“寫時(shí)序” unsigned char j; s3c_gpio_cfgpin(b,b_out); for (j=1;j<=8;j+) s3c_gpio_setpin(b, 0); udelay(1); if(dat&0x01)=1) s3c_gpio_setpin(b,1); else s3c_gpio_setpin(b, 0); udelay(60); s3c_gpio_setpin(b, 1); udelay(15); dat = dat >> 1; s3c_gpio_setpin(b,1); /printk(&quo

32、t;already write!n"); 3.2 攝像頭驅(qū)動(dòng)移植3.2.1 中星微攝像頭簡(jiǎn)介攝像頭(camera或webcam)也叫電子眼、電腦相機(jī)、電腦眼等，它是一種視頻輸入設(shè)備，它被廣泛的運(yùn)用于視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面。人們也可以通過(guò)攝像頭在網(wǎng)絡(luò)中相互進(jìn)行有影像、有聲音的交談或者溝通。此外，人們還可以將它用于當(dāng)前各種潮流的數(shù)碼影像，影音處理等。攝像頭的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以通過(guò)主控模塊實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，也可通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。本次課程設(shè)計(jì)采用中星微zc301pl攝像頭(如圖10所示)完成對(duì)環(huán)境周邊視頻的采集與記錄。圖10 中星微zc301pl攝像頭3.2.2 配置編譯內(nèi)核打

33、開(kāi)解壓的開(kāi)發(fā)板內(nèi)核源文件目錄,然后執(zhí)行make menuconfig命令：rootlocalhost linux-2.6.21# make menuconfig然后點(diǎn)擊進(jìn)入 device drivers -> 進(jìn)入<*> multimedia support -> 進(jìn)入 * video capture adapters (new) -> 進(jìn)入  * v4l usb devices (new) ->  進(jìn)入  <*> gspca based webcams ->選擇最后一項(xiàng)

34、zc3xx usb camera driver，然后保存退出，即完成了內(nèi)核的配置和修改。再執(zhí)行make命令，編譯完成后將/arch/arm/boot目錄中zimage燒寫到開(kāi)發(fā)板，這樣即完成了開(kāi)發(fā)板對(duì)zc301攝像頭的支持。3.3 boa服務(wù)器搭建3.3.1 boa服務(wù)器簡(jiǎn)介boa服務(wù)器是一個(gè)運(yùn)行于unix或linux下的小巧、高效的web服務(wù)器，并且是一個(gè)適合于嵌入式系統(tǒng)的單任務(wù)服務(wù)器。具有源代碼開(kāi)放、性能高的特點(diǎn)。3.3.2 boa的編譯與移植第一步：編譯boa服務(wù)器第二步：boa服務(wù)器的移植1、解壓：# tar xzf boa-0.94.13.tar.gz2、修改文件3、修改 src/l

35、og.c4、修改src/boa.c 生成makefile文件5、進(jìn)入boa-0.94.13目錄下的src#cd boa-0.94.13/src #./configure6、修改makefile，并編譯生成可執(zhí)行文件boa為生成的二進(jìn)制文件boa瘦身，可發(fā)現(xiàn)boa的大小前后差距很大，這樣就節(jié)省很大的空間。第三步：boa的配置（這一步的工作也在電腦主機(jī)上完成）在boa-0.94.13目錄下有一個(gè)示例boa.conf，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，修改部分如下圖所示。以下配置和boa.conf的配置有關(guān)，都是在arm根文件系統(tǒng)中創(chuàng)建。1、創(chuàng)建目錄/etc/boa并且把boa 和 boa.conf拷貝到這個(gè)

36、目錄下2、創(chuàng)建html文檔的主目錄/www3、創(chuàng)建cgi腳本所在目錄 /www/cgi-bin以下步驟在fedora14下進(jìn)行。1、將boa.conf拷貝到開(kāi)發(fā)板根文件系統(tǒng)的/etc/boa下2、將boa拷貝到開(kāi)發(fā)板根文件系統(tǒng)的/etc/boa下,進(jìn)行相應(yīng)配置打開(kāi)一個(gè)瀏覽器輸入開(kāi)發(fā)板ip地址：48，效果如圖11所示。圖11 網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)界面4 溫度監(jiān)測(cè)與視頻監(jiān)控用戶界面設(shè)計(jì)4.1 html網(wǎng)頁(yè)4.1.1 html簡(jiǎn)單介紹html(hyper text markup language)即超文本標(biāo)記語(yǔ)言，是www的描述語(yǔ)言。html是使用特殊標(biāo)記來(lái)描述文檔結(jié)構(gòu)和表現(xiàn)形式的一種語(yǔ)言

37、。html語(yǔ)言是為了能把存放在一臺(tái)電腦中的文本貨圖形與另一臺(tái)電腦中的文本或圖形方便的聯(lián)系在一起，形成有機(jī)的整體，人們不用考慮具體信息是在當(dāng)前電腦還是在網(wǎng)絡(luò)的其它電腦上。我們只需使用鼠標(biāo)在文檔中點(diǎn)去一個(gè)圖標(biāo)，internet就會(huì)馬上轉(zhuǎn)到與此圖標(biāo)相關(guān)的內(nèi)容上去，而這些信息可能存放在網(wǎng)絡(luò)的另一臺(tái)電腦中。另外，html是一種簡(jiǎn)單、通用的全置標(biāo)記語(yǔ)言。本次課程設(shè)計(jì)，我們使用html設(shè)計(jì)網(wǎng)頁(yè)，最終實(shí)現(xiàn)將溫度傳感器和攝像頭采集來(lái)的溫度數(shù)值及圖片顯示在設(shè)計(jì)好的網(wǎng)頁(yè)上。4.2 溫度顯示界面設(shè)計(jì)第一部分：用html顯示溫度界面（代碼）溫度顯示</td> </tr> </table&g

38、t;</td> </tr> <tr> </tr> <tr> <td height="200" align="center"> <button name=fr onclick="javascript:ref1.location.reload()">傳感器信息：</button><iframe id=ref1 width=300 height=100 frameborder=0 src="48/

39、cgi-bin/test.cgi" ></iframe> </td>網(wǎng)頁(yè)中顯示溫度如圖12所示。圖12 網(wǎng)頁(yè)顯示溫度第二部分：終端下顯示溫度1、執(zhí)行arm-linux-gcc -o test test.c，并進(jìn)入ds18b20_ok目錄下的cew.c文件，對(duì)溫度傳感器驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行相應(yīng)的修改。2、硬件連接方法使用：export2vcc>1dqà9gndà443、打開(kāi)超級(jí)終端，執(zhí)行以下命令。rootup_6410 root# mountnfs :/mnt/nfs /opt4、進(jìn)入超級(jí)終端：執(zhí)行命令，最終檢測(cè)出溫

40、度為25攝氏度，如圖13所示。圖13 溫度傳感器顯示4.3 視頻顯示界面設(shè)計(jì)4.3.1用html顯示溫度界面第一部分：html顯示溫度界面代碼視頻</td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td height="147"> <applet codebase="." archive="jwebcamplayer.jar" code="jwebcamplayer.class" name="

41、jwebcamplayer" id="jwebcamplayer" align="center" width="335" height="240" mayscript><param name="color" value="#ffffff"><param name="server" value="48"><param name="port" value

42、="7070"><param name="scriptable" value="true"><param name="mayscript" value="true"><strong>you need to download java.<br>click <a href="</applet> </td>第二部分：網(wǎng)頁(yè)界面顯示視頻如圖14所示。圖14 網(wǎng)頁(yè)界面顯示視頻4.3.2 servfox功能簡(jiǎn)介在構(gòu)建

43、嵌入式linux網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，常采用servfox來(lái)做服務(wù)器采集程序。它在初始化攝像頭設(shè)備后創(chuàng)建一個(gè)線程用來(lái)采集視頻圖像，然后，主程序創(chuàng)建一個(gè)套接字監(jiān)聽(tīng)，等待客戶端的請(qǐng)求連接。當(dāng)連接成功后再創(chuàng)建一個(gè)線程，用來(lái)發(fā)送采集到的圖像數(shù)據(jù)給客戶端，這樣，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境圖像的采集和記錄。4.3.3移植servfox第一步：采集攝像頭數(shù)據(jù)1、解壓servfox壓縮包并修改makefilecc=arm-linux-gccservflags= -o2 -dlinux $(warnings) -i /home/test/temp6410/linux-/include2、修改spcav4l.c

44、，將"*"部分都注釋掉，否則移植到板上會(huì)出現(xiàn)"not a jpeg webcam sorry abort"或者"could't set video palette abort"的錯(cuò)誤。 /* only jpeg webcam allowed */*if(vd->cameratype != jpeg) exit_fatal ("not a jpeg webcam sorry abort !");*/ if(debug) printf ("streamid: %d camera/n",

45、 vd->cameratype);/* probe all available palette and size not need on the fox always jpeg if (probepalette(vd ) < 0) exit_fatal ("could't probe video palette abort !"); if (probesize(vd ) < 0) exit_fatal ("could't probe video size abort !"); err = check_palettesiz

46、e(vd);if(debug) printf (" format asked %d check %d/n",vd->formatin, err);*/ vd->videopict.palette = vd->formatin;vd->videopict.depth = getdepth (vd->formatin);vd->bppin = getdepth (vd->formatin); /vd->framesizein = (vd->hdrwidth * vd->hdrheight * vd->bppin)

47、 >> 3; / here alloc the output ringbuffer ： vd->framesizein = (vd->hdrwidth * vd->hdrheight >> 2 ); / here alloc the output ringbuffer jpeg onlyerreur = setvideopict (vd);erreur = getvideopict (vd);/* if (vd->formatin != vd->videopict.palette | vd->bppin != vd->video

48、pict.depth) exit_fatal ("could't set video palette abort !");if (erreur < 0) exit_fatal ("could't set video palette abort !");*/3、make一下，會(huì)生成servfox文件，將它放到開(kāi)發(fā)板上，輸入命令./servfox -g -d /dev/video0 -s 320x240 -w 7070 ,打印出:servfox version: 1.1.2 date: 07:10:2005 (c) mxhaardmag

49、ic.frwaiting . for connection. ctrl_c to stop !zc3xx: probe 2wr ov vga 0x0000打開(kāi)超級(jí)終端，進(jìn)行攝像頭文件系統(tǒng)燒寫，結(jié)果如圖15所示。圖15 視頻在開(kāi)發(fā)板上的顯示5 gsm通信用戶界面設(shè)計(jì)5.1 gsm基本概念gsm（global system for mobile communications環(huán)球移動(dòng)通訊系統(tǒng)），是一個(gè)開(kāi)放、不斷演變改進(jìn)的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)最強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)之一在于擁有國(guó)際漫游的功能，消費(fèi)者可以憑一個(gè)號(hào)碼，在全球超過(guò)159個(gè)國(guó)家不受阻各地接受同等質(zhì)量的電話服務(wù)。gsm標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)繼續(xù)演變改進(jìn)，與無(wú)線、衛(wèi)星和移動(dòng)系統(tǒng)配

50、合下提供大幅增多的服務(wù)，包括高速多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)、為同步使用該項(xiàng)服務(wù)而設(shè)的內(nèi)置支援，以及將互聯(lián)網(wǎng)與固網(wǎng)完美結(jié)合。gsm模塊實(shí)物如圖16所示。圖16 gsm模塊實(shí)物圖5.2 gsm與gprs的區(qū)別gsm為語(yǔ)音業(yè)務(wù)，即cs域業(yè)務(wù)。gprs是在gsm基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的ps業(yè)務(wù)。gprs與gsm系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，gsm是一種電路交換系統(tǒng)，而gprs是一種分組交換統(tǒng)。gsm只能使用短信形式傳送數(shù)據(jù)，無(wú)法做到“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”。與gsm比較，gprs在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，更有效的利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道資源，特別適用于間歇、非周期數(shù)據(jù)傳輸、量的數(shù)據(jù)傳輸，較大容量數(shù)據(jù)不頻繁傳輸?shù)?。gpr

51、s的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：傳輸速率高；資源利用率高；接入時(shí)間短；永遠(yuǎn)在線；支持ip協(xié)議和x.25協(xié)議；收費(fèi)合理等。5.3 gsm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)gsm系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)（ms）、移動(dòng)網(wǎng)子系統(tǒng)（nss）、基站子系統(tǒng)（bss）和操作支持子系統(tǒng)（oss）四部分組成，如圖17所示。圖17 gsm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6 程序發(fā)布與系統(tǒng)演示6.1燒寫內(nèi)核第一步：配置ip地址#setenv ipaddr 48 (開(kāi)發(fā)板 ip)# setenv serverip 50(主機(jī)ip)#saveenv (保存環(huán)境變量) 第二步：打開(kāi)tftp軟件利用tftp32 軟件將內(nèi)核文件zimag

52、e 燒寫到開(kāi)發(fā)板，sdram 地址為c0008000，在超級(jí)終端里輸入下面命令：# tftp c0008000 zimage 將nandflash 起始地址為0x40000 開(kāi)始處大小為0x200000的空間擦除，擦出大小根據(jù)實(shí)際燒寫大小設(shè)置從sdram 的0xc0008000地址處，向nandflash 起始地址為0x40000寫入大小為0x200000 的文件內(nèi)容6.2燒寫文件系統(tǒng)將文件系統(tǒng)dierzu.cramfs 下載到sdram的0xc0008000地址處將nandflash 上0x300000 起始地址處0xf00000 大小的空間擦除將sdram上0xc0008000 地址開(kāi)始的

53、內(nèi)容燒寫到nandflash 的0x300000 起始地址，大小為0xf00000掛載攝像頭驅(qū)動(dòng)，如下圖：燒寫完成后，打開(kāi)一個(gè)瀏覽器輸入開(kāi)發(fā)板ip如圖18所示。圖18 網(wǎng)頁(yè)顯示視頻及溫度7 總結(jié)2015年1月5日，經(jīng)過(guò)一系列的前期準(zhǔn)備工作，緊張又令人興奮的嵌入式課程設(shè)計(jì)開(kāi)始了。時(shí)至今日，歷時(shí)將近一周的時(shí)間，我們小組的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。想想這五天的難忘的日子，我們從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。當(dāng)我們遇到困難時(shí)，有時(shí)候會(huì)覺(jué)得無(wú)從下手，但是經(jīng)過(guò)小組每一位成員的細(xì)心琢磨和不斷地修改調(diào)試以及指導(dǎo)老師耐心的講解后，最終問(wèn)題都得到了解決。課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，需要小組的每一位成員都集思廣益、團(tuán)結(jié)合作、不斷創(chuàng)新