基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc12142 基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc12142 1 HYPERLINK l _Toc21900 項(xiàng)目名稱：基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc21900 3 HYPERLINK l _Toc21086 一、引言 PAGEREF _Toc21086 3 HYPERLINK l _Toc31377 項(xiàng)目簡(jiǎn)要介紹 PAGEREF _Toc31377 3 HYPERLINK l _Toc8562 1.2 項(xiàng)目背景 P

2、AGEREF _Toc8562 4 HYPERLINK l _Toc7192 1.3 項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn) PAGEREF _Toc7192 6 HYPERLINK l _Toc13626 1.4 定義 PAGEREF _Toc13626 6 HYPERLINK l _Toc2500 任務(wù)一 項(xiàng)目的需求分析 PAGEREF _Toc2500 8 HYPERLINK l _Toc15043 一、功能需求 PAGEREF _Toc15043 8 HYPERLINK l _Toc12447 二、性能需求 PAGEREF _Toc12447 9 HYPERLINK l _Toc13939 1 數(shù)據(jù)精確度 PA

3、GEREF _Toc13939 9 HYPERLINK l _Toc10477 2 時(shí)間特性要求 PAGEREF _Toc10477 10 HYPERLINK l _Toc22286 任務(wù)二 項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc22286 10 HYPERLINK l _Toc18348 一、基本設(shè)計(jì)概念和處理流程 PAGEREF _Toc18348 10 HYPERLINK l _Toc8635 二、總體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc8635 12 HYPERLINK l _Toc30981 任務(wù)三 項(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc30981 14 HYPERLINK l _To

4、c18228 一、智能家居系統(tǒng)硬件構(gòu)成 PAGEREF _Toc18228 14 HYPERLINK l _Toc4912 任務(wù)四：開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建 PAGEREF _Toc4912 22 HYPERLINK l _Toc13201 一、建立交叉編譯工具鏈 PAGEREF _Toc13201 22 HYPERLINK l _Toc3488 二、交叉調(diào)試器的制作 PAGEREF _Toc3488 23 HYPERLINK l _Toc13644 三、超級(jí)終端（windows xp系統(tǒng)的超級(jí)終端） PAGEREF _Toc13644 23 HYPERLINK l _Toc9844 四、使用三星公司的

5、DNW軟件 PAGEREF _Toc9844 24 HYPERLINK l _Toc15718 五、Tftp 方式 PAGEREF _Toc15718 25 HYPERLINK l _Toc4220 六、NFS配置（移植內(nèi)核到開(kāi)發(fā)板后方能使用） PAGEREF _Toc4220 25 HYPERLINK l _Toc2535 任務(wù)五、linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建 PAGEREF _Toc2535 27 HYPERLINK l _Toc22098 一、Bootloader移植 PAGEREF _Toc22098 27 HYPERLINK l _Toc21759 二、Linux內(nèi)核配置移植 PAGERE

6、F _Toc21759 43 HYPERLINK l _Toc17242 三、驅(qū)動(dòng)移植 PAGEREF _Toc17242 48 HYPERLINK l _Toc13975 四、根文件系統(tǒng)制作 PAGEREF _Toc13975 61 HYPERLINK l _Toc27045 任務(wù)六 智能家居圖形界面編程環(huán)境(QT&QTE)配置 PAGEREF _Toc27045 66 HYPERLINK l _Toc4890 一、GEC2440&QTE PAGEREF _Toc4890 67 HYPERLINK l _Toc21516 二、帶QTE庫(kù)根文件系統(tǒng) PAGEREF _Toc21516 71 H

7、YPERLINK l _Toc2482 三、交叉編譯應(yīng)用程序 PAGEREF _Toc2482 73 HYPERLINK l _Toc11774 任務(wù)7 智能家居系列模塊的制作 PAGEREF _Toc11774 74 HYPERLINK l _Toc9556 1智能報(bào)警模塊 PAGEREF _Toc9556 74 HYPERLINK l _Toc14032 2 環(huán)境檢測(cè)傳感模塊 PAGEREF _Toc14032 82 HYPERLINK l _Toc28499 3 燈光控制模塊 PAGEREF _Toc28499 87 HYPERLINK l _Toc17561 4 自動(dòng)窗簾控制模塊 PA

8、GEREF _Toc17561 91 HYPERLINK l _Toc14154 5 延時(shí)模塊 PAGEREF _Toc14154 95 HYPERLINK l _Toc17314 6 自動(dòng)門(mén)控制模塊 PAGEREF _Toc17314 99 HYPERLINK l _Toc30463 任務(wù)八 系統(tǒng)模塊加載及程序的運(yùn)行效果 PAGEREF _Toc30463 105項(xiàng)目名稱：基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、引言 項(xiàng)目簡(jiǎn)要介紹該項(xiàng)目是基于WEB和GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，采用Linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)和QT技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控智能家居系統(tǒng)。該智能家居系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)：將家庭

9、中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備，家用電器和家庭保安裝置通過(guò)有線的方式連接到一個(gè)智能裝置上進(jìn)行集中的或者異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。該系統(tǒng)裝置可作為小區(qū)智能化系統(tǒng)主要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)安防、可視對(duì)講、小區(qū)信息發(fā)布等功能。系統(tǒng)具體功能如下：（1）用戶可以通過(guò)軟件系統(tǒng)所提供的圖形化界面設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)（如 號(hào)碼、溫度的報(bào)警值、氣體濃度的報(bào)警值等）。（2）智能家居狀態(tài)傳感器會(huì)自動(dòng)的采集家庭里相應(yīng)對(duì)象的狀態(tài)值，然后將采集到的信息匯聚到智能家居監(jiān)控裝置（以S4C2440處理器為核心器件）。系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)24小時(shí)在線采集傳輸，使用戶能更加方便的掌握家居設(shè)備的狀態(tài)。（3）家居的信息

10、傳到智能家居監(jiān)控裝置，如果信息值超過(guò)了用戶設(shè)定的值， 智能家居監(jiān)控裝置將通過(guò)GPRS模塊以短信的方式、及其采用WEB頁(yè)面發(fā)布的形式來(lái)通知用戶。（4）如果收到的信息的參數(shù)值沒(méi)有超過(guò)了用戶設(shè)定的值，則將相應(yīng)的信息存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可以隨時(shí)的查看家居設(shè)備的歷史狀態(tài)信息。（5）將相應(yīng)的信息通過(guò)Web服務(wù)器顯示在網(wǎng)頁(yè)上以供用戶瀏覽，用戶可以比較直觀的查看到家居設(shè)備的運(yùn)行狀況。（6）用戶也可以在瀏覽網(wǎng)頁(yè)的同時(shí)或者利用 短信的形式對(duì)家里的電器設(shè)備進(jìn)行控制，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕即可，用戶可以根據(jù)查看到的信息作出相應(yīng)的調(diào)整。1.2 項(xiàng)目背景智能家居，英文為Smart Home，是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通

11、信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。容易與之混淆的有智能小區(qū)、小區(qū)智能化等概念，但也很容易區(qū)分，簡(jiǎn)單地說(shuō)，智能小區(qū)包括三方面：智能家居、小區(qū)智能化及社區(qū)智能化，其中智能家居屬室內(nèi)部分，包括安防系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)、自動(dòng)抄表系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、燈光和家電控制系統(tǒng)、家庭信息化平臺(tái)、信息家電。1國(guó)內(nèi)外智能家居發(fā)展趨勢(shì)前景廣闊（1）國(guó)內(nèi)：智能家居前景不可估量 隨時(shí)將在中國(guó)噴井式爆發(fā)智能家居起源于80年代中期的美國(guó)，上世紀(jì)末來(lái)到中國(guó)，帶著全新的概念企盼搭上中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速順風(fēng)列車。經(jīng)過(guò)十幾年的市場(chǎng)孕育，發(fā)展可謂一路高唱“進(jìn)行曲”，特別是

12、伴隨住宅產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，智能家居在中國(guó)已經(jīng)顯露出春筍出露的局面。智能家居市場(chǎng)可謂“錢(qián)”途一片光明。根據(jù)中國(guó)建設(shè)部最新數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)富有階層正在形成，該部分家庭戶均年收入在5.6萬(wàn)元以上，人口約4460萬(wàn)人，1400多萬(wàn)戶，占城市人口的10，總?cè)丝诘?.5，占全社會(huì)消費(fèi)購(gòu)買(mǎi)力總和6萬(wàn)億元的17左右，因此主要針對(duì)這部分人的智能家居系統(tǒng)其市場(chǎng)總量為1400萬(wàn)套。正是在這種情況下，近兩年來(lái)，智能家居系統(tǒng)的銷售數(shù)量和總銷售額都呈現(xiàn)連續(xù)攀升的勢(shì)頭，智能家居市場(chǎng)從南方沿海地區(qū)和內(nèi)地大中型城市已經(jīng)輻射到西部地區(qū)。根據(jù)國(guó)脈物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究中心最新推出的2010-2015中國(guó)智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告預(yù)測(cè)：

13、2015年我國(guó)建筑總面積將達(dá)到632.7億平方米，較2009年新增132.2億平方米。同時(shí)，我國(guó)2009年智能家居市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到420億元，由于一系列向好因素的刺激作用，之后幾年市場(chǎng)規(guī)模增速將超過(guò)20%，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到510億元，2015年將達(dá)到1240億元。近幾年，在各大公司和媒體的強(qiáng)大概念宣傳攻勢(shì)下，智能家居行業(yè)逐漸形成，可用的、接近現(xiàn)實(shí)需求的產(chǎn)品不斷增加，集成商、開(kāi)發(fā)商以及裝修公司已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)。如何建立一個(gè)高效率、低成本的智能家居系統(tǒng)已成為當(dāng)前社會(huì)一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。而國(guó)家政府機(jī)構(gòu)及各大信息家電生產(chǎn)廠商不失時(shí)機(jī)地開(kāi)展了中國(guó)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化制定工作，為中國(guó)智能家居的發(fā)展提供了一個(gè)開(kāi)

14、放的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，指明了智能家居研究領(lǐng)域正確的發(fā)展方向。但是，此行業(yè)仍存在幾個(gè)問(wèn)題。首先，定位偏高，目前智能家居的用戶是中上檔次的人群，而這類人群畢竟是少數(shù)，因此降低定位，讓智能家居進(jìn)入尋常百姓家，可擴(kuò)大市場(chǎng)范圍；其次，切實(shí)分析用戶需求，否則就只是房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商售樓時(shí)一個(gè)宣傳賣(mài)點(diǎn)。（2）國(guó)外：智能家居前景巨大 凸顯技術(shù)和生活相融合自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國(guó)出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國(guó)、德國(guó)、新加坡、日本等國(guó)都有廣泛應(yīng)用。根據(jù)美國(guó)該行業(yè)之專業(yè)顧問(wèn)公司PARKS的統(tǒng)計(jì)資料顯示：1995年，美國(guó)一個(gè)家庭要安裝家

15、庭自動(dòng)化設(shè)備的平均費(fèi)用在7000至9000美元之間。1995年美國(guó)家庭已使用先進(jìn)家庭自動(dòng)化設(shè)備的比率為0.33，看來(lái)市場(chǎng)真正啟動(dòng)尚需時(shí)日。預(yù)計(jì)這五年內(nèi)，家庭自動(dòng)化的市場(chǎng)年平均增長(zhǎng)率為8。PARKS公司的資料亦顯示：到2004年，家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)總額可達(dá)57億美元。據(jù)國(guó)際專家預(yù)測(cè)，到2000年底國(guó)際智能家居的產(chǎn)品銷售額可達(dá)24億美元。2004年可達(dá)148億美元。2智能家居的未來(lái)發(fā)展方向從技術(shù)方面講，智能家居的發(fā)展方向一定是通訊協(xié)議統(tǒng)一、通訊方式以無(wú)線或已經(jīng)敷設(shè)的線路為主（比如電力線、小區(qū)LAN、有線電視等）；而從市場(chǎng)方面講，因?yàn)樽?003年開(kāi)始，房地產(chǎn)市場(chǎng)在高速發(fā)展之后逐步趨于理性，房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商對(duì)建

16、筑智能化有了比較深入的理解，智能化相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品逐步成熟，國(guó)內(nèi)外著名公司紛紛介入建筑智能化領(lǐng)域等原因，大大促進(jìn)了其行業(yè)的發(fā)展，智能家居行業(yè)正逐步向著理性與務(wù)實(shí)的方向發(fā)展。2開(kāi)源軟件引領(lǐng)軟件發(fā)展潮流中國(guó)的開(kāi)源軟件已經(jīng)從啟動(dòng)早期走向高速成長(zhǎng)期，發(fā)展開(kāi)源軟件符合了國(guó)家建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略方針，隨著信息化的發(fā)展，中國(guó)將成為全球最大的開(kāi)源軟件市場(chǎng)，開(kāi)源已經(jīng)成為軟件變革的主要因素，國(guó)際間的合作與交流的重要性將日趨明顯。2006年8月23-25日召開(kāi)的“2006開(kāi)源中國(guó)開(kāi)源世界開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)源架構(gòu)、開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)與應(yīng)用解決方案高峰論壇”作為我國(guó)開(kāi)源軟件發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要里程碑，對(duì)開(kāi)源運(yùn)動(dòng)在中國(guó)的發(fā)展起到了積極

17、的推動(dòng)作用。它標(biāo)志著我國(guó)的開(kāi)源軟件已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)轉(zhuǎn)折期，由前期的炒作和摸索進(jìn)入到一個(gè)快速的發(fā)展期。 作為開(kāi)源軟件發(fā)展的一方熱土，廣東自2004年6月制訂并頒布廣東省Linux軟件推進(jìn)計(jì)劃以來(lái)，在推動(dòng)開(kāi)源軟件方面取得了令人矚目的成績(jī)，廣東的開(kāi)源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)良性循環(huán)的發(fā)展勢(shì)頭，綠色產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)基本形成。在政府及社會(huì)各界的鼎力支持下，廣東省Linux應(yīng)用軟件專門(mén)委員會(huì)成功舉辦了一系列相關(guān)活動(dòng)：2005年9月，舉辦了“泛珠三角區(qū)域Linux應(yīng)用推進(jìn)大會(huì)”；2005年11月舉辦“LinuxWorld 2005 Guangzhou”；2006年4月份舉辦“開(kāi)源文化節(jié)”；11月又與中國(guó)開(kāi)源軟件（OSS）推進(jìn)聯(lián)

18、盟共同主辦“OSS CHINA 2006 Guangzhou”。這一系列的活動(dòng)擴(kuò)大了廣東在開(kāi)源產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面影響和行業(yè)地位，為廣東省承辦國(guó)際性的開(kāi)源盛會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3、GPRS技術(shù)GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）是一種基于全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM（Global System for Mobile Communications）為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。GPRS技術(shù)也被稱為2.5G，是介于1G和3G之間的無(wú)線通信技術(shù)。在3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)前，通過(guò)引入GPRS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)和合理的過(guò)渡。本項(xiàng)目是在國(guó)內(nèi)外智能家居產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展、ZigBee技術(shù)不斷成

19、熟、開(kāi)源軟件引領(lǐng)軟件發(fā)展潮流等背景下開(kāi)發(fā)的。1.3 項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處有如下幾點(diǎn)。1）本智能家居系統(tǒng)采用了多技術(shù)的融合，即集計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、警衛(wèi)監(jiān)控技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的采集、信息輸入、信息輸出、集中控制、遠(yuǎn)程控制、聯(lián)動(dòng)控制等功能。2）系統(tǒng)采用的是雙報(bào)警系統(tǒng)：一方面通過(guò)GPRS來(lái)發(fā)送報(bào)警短信，另一方面通過(guò)Internet以網(wǎng)頁(yè)的方式提供給用戶瀏覽家居設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。4）基于QT的圖形操作界面，全觸摸操作，并且內(nèi)置軟鍵盤(pán)，可以輸入中英文。5）系統(tǒng)采用低成本的GPRS技術(shù)和因特網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行傳輸和監(jiān)控，主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，非常便于家庭組網(wǎng)。系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)

20、用中,運(yùn)行穩(wěn)定可靠，費(fèi)用低廉。1.4 定義（1）GPRSGPRS（General Packet Radio Service，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）是一種基于全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM（Global System for Mobile Communications）為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。在1973年由英國(guó)的BT Cellnet公司提出，它突破了GSM網(wǎng)絡(luò)只能提供電路交換的思維方式，只是增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，在投入相對(duì)很低的情況下，卻可以讓用戶得到的傳輸速率高達(dá)114kbps.（2）QTQt是諾基亞開(kāi)發(fā)的一個(gè)跨平臺(tái)的C+圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。它提供給應(yīng)用程序開(kāi)

21、發(fā)者建立藝術(shù)級(jí)的圖形用戶界面所需的所用功能。Qt是完全面向?qū)ο蟮?，很容易擴(kuò)展，并且允許真正地組件編程。（3）APIAPI（Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口）是一些預(yù)先定義的函數(shù)，目的是提供應(yīng)用程序與開(kāi)發(fā)人員基于某軟件或硬件的以訪問(wèn)一組例程的能力，而又無(wú)需訪問(wèn)源碼，或理解內(nèi)部工作機(jī)制的細(xì)節(jié)。（4）Linux:Linux是一類Unix計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱。Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核的名字也是“Linux”。Linux操作系統(tǒng)也是自由軟件和開(kāi)放源代碼發(fā)展中最著名的例子。嚴(yán)格來(lái)講，Linux這個(gè)詞本身只表示Linux內(nèi)核，但在實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用Li

22、nux來(lái)形容整個(gè)基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU 工程各種工具和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作系統(tǒng)。Linux得名于計(jì)算機(jī)業(yè)余愛(ài)好者Linus Torvalds。通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的分析，應(yīng)達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)?！局R(shí)目標(biāo)】（1）了解傳感器（紅外線、光敏、濕敏、磁敏、聲音、碰撞、火焰、超聲波等）技術(shù)應(yīng)用。（2）熟悉模擬電路、數(shù)字電路技術(shù)及應(yīng)用；（3）掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)；（4）掌握GPRS的編程等通信技術(shù)。（6）掌握QT基礎(chǔ)知識(shí)和編程?！炯寄苣繕?biāo)】（1）會(huì)分析嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。（2）能構(gòu)建嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)；（3）能對(duì)嵌入式項(xiàng)目軟件編程與調(diào)試仿真；（4）能對(duì)GPRS通信技術(shù)進(jìn)行編程與調(diào)試；（5）能進(jìn)行QT界面設(shè)計(jì)編程

23、和調(diào)試。任務(wù)一 項(xiàng)目的需求分析基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基本目標(biāo)是：將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備，家用電器和家庭安防裝置通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或者異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。該系統(tǒng)可作為小區(qū)智能化系統(tǒng)主要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)安防、可視對(duì)講、小區(qū)信息發(fā)布等功能。其功能定位：智能家居監(jiān)控系統(tǒng)可作為小區(qū)智能化系統(tǒng)的智能家居監(jiān)控終端設(shè)備，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的采集、信息輸入、信息輸出、集中控制、遠(yuǎn)程控制、聯(lián)動(dòng)控制等功能。并能根據(jù)用戶日常家居需要進(jìn)客日程管理、撥打接聽(tīng) 、資源管理、時(shí)間設(shè)置等功能。一、功能需求基于WE

24、B和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的要求就是：合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使用性能價(jià)格比最優(yōu)的家庭智能控制主機(jī)和相配套的系統(tǒng)管理軟件，構(gòu)造準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠并且操作管理方便的家居智能化系統(tǒng)。為住戶提供安全、舒適、先進(jìn)、可擴(kuò)展、可升級(jí)的家居智能化系統(tǒng)產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上有如下需求。（1）室內(nèi)安防、安全、求助報(bào)警的需求客廳設(shè)置報(bào)警求助按鈕；廚房設(shè)置危險(xiǎn)氣體探測(cè)器；智能家居監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)遙控布撤防；智能家居監(jiān)控終端能采用邏輯報(bào)警、盡量消除誤報(bào)警；若該系統(tǒng)用于智能住宅小區(qū)，則小區(qū)管理中心能通過(guò)智能家居監(jiān)控終端進(jìn)行監(jiān)控；智能家居監(jiān)控系統(tǒng)能向中心發(fā)送的各種事件；在防區(qū)地圖上能同步顯示事件發(fā)生的位置；（2）可視對(duì)講及門(mén)禁的需求

25、可視及智能終端一體室內(nèi)機(jī)；免提對(duì)講功能；液晶顯示；由智能家居監(jiān)控終端等設(shè)備組成的小區(qū)智能管理中心可以通話、控制；（3）遠(yuǎn)程控制的需求通過(guò) 或INTERNET互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控家用電器的工作狀態(tài)；遠(yuǎn)程查詢家里安防設(shè)備工作狀態(tài)；遠(yuǎn)程布設(shè)安防；（4）家政服務(wù)申請(qǐng)需求物業(yè)報(bào)修申請(qǐng)； （5）遠(yuǎn)程抄多表的需求16個(gè)輸入口單元，可隨意掛接各類脈沖計(jì)量表；基于WEB和GPRS智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是采用了三星公司的ARM9系列的S3C2440處理器作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，加入因特網(wǎng)技術(shù)和GPRS模塊,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能家居系統(tǒng)。本系統(tǒng)具體功能如下：（1）用戶可以通過(guò)軟件系統(tǒng)所提供的圖形化界面設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)（如 號(hào)碼、溫度的

26、報(bào)警值、氣體濃度的報(bào)警值等）。（2）智能家居狀態(tài)傳感器會(huì)自動(dòng)的采集家庭里相應(yīng)對(duì)象的狀態(tài)值，然后將采集到的信息匯聚到智能家居監(jiān)控裝置（以S4C2440處理器為核心器件）。系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)24小時(shí)在線采集傳輸，使用戶能更加方便的掌握家居設(shè)備的狀態(tài)。（3）家居的信息傳到智能家居監(jiān)控裝置，如果信息值超過(guò)了用戶設(shè)定的值， 智能家居監(jiān)控裝置將通過(guò)GPRS模塊以短信的方式、及其采用WEB頁(yè)面發(fā)布的形式來(lái)通知用戶。（4）如果收到的信息的參數(shù)值沒(méi)有超過(guò)了用戶設(shè)定的值，則將相應(yīng)的信息存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可以隨時(shí)的查看家居設(shè)備的歷史狀態(tài)信息。（5）將相應(yīng)的信息通過(guò)Web服務(wù)器顯示在網(wǎng)頁(yè)上以供用戶瀏覽，用戶可以比較直觀的

27、查看到家居設(shè)備的運(yùn)行狀況。（6）用戶也可以在瀏覽網(wǎng)頁(yè)的同時(shí)或者利用 短信的形式對(duì)家里的電器設(shè)備進(jìn)行控制，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕即可，用戶可以根據(jù)查看到的信息作出相應(yīng)的調(diào)整。二、性能需求1 數(shù)據(jù)精確度智能家居監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)網(wǎng)絡(luò)接口：RJ45 14個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)：UTP 5類雙絞線，通訊帶寬：10M（可選100M） 輸入：16路，可接數(shù)字、模擬、脈沖、開(kāi)關(guān)量水電氣表和探測(cè)傳感器驅(qū)動(dòng)輸出：4路，輸出12V 100mA電流，可驅(qū)動(dòng)音頻報(bào)警器、警燈、繼電器、控制消防設(shè)備、家用電器等。顯示：8TFT顯示屏bps，可接30個(gè)RIU（遙控遙測(cè)接口單元）計(jì)量誤差：無(wú)累計(jì)誤差計(jì)量精度：由計(jì)量表確定掉電數(shù)據(jù)保護(hù)功

28、能：12V、7AH后備電池看門(mén)狗電路，防程序循環(huán)死機(jī)功耗：12V 960mA(顯示屏開(kāi))，450mA（顯示屏關(guān)）工作環(huán)境：-10+502 時(shí)間特性要求通訊帶寬：10M（可選100M）bps，任務(wù)二 項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)一、基本設(shè)計(jì)概念和處理流程本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循經(jīng)濟(jì)性、可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性、可操作性和可持續(xù)發(fā)展的原則，注重社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的統(tǒng)一。(1)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本著：所選擇的技術(shù)和智能家居、智能小區(qū)功能需求匹配、即可單機(jī)運(yùn)行又可組成小區(qū)智能系統(tǒng)。因此，尤其要注意： 經(jīng)濟(jì)性（防止技術(shù)過(guò)剩） 可靠性（1%否定99%） 先進(jìn)性（不低于三星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)） 可操作性（傻瓜式操作） 可持續(xù)發(fā)展性（保

29、證十年、二十年、甚至五十年不落后）(2)基本設(shè)計(jì)概念和處理流程基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)必須按著上述5原則首先考慮好技術(shù)平臺(tái)的建設(shè)，即建設(shè)好智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的物理平臺(tái)嵌入式硬件系統(tǒng)；操作平臺(tái)軟件控制系統(tǒng)；技術(shù)平臺(tái)嵌入式技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。尤其是經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展性將主要取決于平臺(tái)建設(shè)。處理流程按下列步驟進(jìn)行： 首先依據(jù)系統(tǒng)的功能需求和技術(shù)指標(biāo)確定系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，包括選定嵌入式核心處理器、網(wǎng)關(guān)、GPRS卡、溫濕度、光敏、煤氣泄漏、紅外線等傳感器及其外圍硬件的選型。 構(gòu)建軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括：主機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境（Red Hat 4）、交叉編譯工具（arm-linux-gcc ）、Qt圖形開(kāi)發(fā)

30、軟件（）、BOA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（）等。 編寫(xiě)linux下安防、窗簾、電器控制、燈光/場(chǎng)景設(shè)置等各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)。、 開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，包括：Qt應(yīng)用程序（SmartHome）。具體的內(nèi)容如下。1 系統(tǒng)的硬件組成系統(tǒng)的主要硬件包括溫濕度、光敏、磁敏、氣體濃度、紅外等傳感器、GPRS模塊、S3C2440平臺(tái)等。系統(tǒng)的硬件框圖如圖2.1 所示。各硬件的功能如下：（1）各個(gè)傳感器采集家居的溫度、氣體、紅外等信息。采集到的信息通過(guò)串口傳到家居數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器上。（2）家居數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器（S3C2440平臺(tái)）分析并儲(chǔ)存采集信息，判斷采集信息是否超過(guò)了用戶所設(shè)定的上限，更新QT界面上的顯示信息。（3）GPRS卡

31、負(fù)責(zé)發(fā)送報(bào)警信息。（4）網(wǎng)卡使家居信息采集服務(wù)器可以接入到網(wǎng)絡(luò)中。圖2.1 系統(tǒng)的硬件框圖2 系統(tǒng)的軟件組成系統(tǒng)的主要軟件包括流媒體服務(wù)器spcaserv、嵌入式Web服務(wù)器BOA、傳感器模塊組、Qt/E等。軟件的組成圖如圖2.2所示。 圖2.2 系統(tǒng)的軟件組成圖各軟件的功能如下：（1）流媒體服務(wù)器SPCASERV是在視頻采集服務(wù)器上建立視頻服務(wù)器，與BOA結(jié)合提供視頻的Web服務(wù)。（2）嵌入式Web服務(wù)器BOA是作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器S3C2440。（3）QT/E是作為家居數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器改為S3C2440的圖形化界面的制作軟件。二、總體結(jié)構(gòu)1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本模塊硬件主要由基于S3C2440處理器平

32、臺(tái)、因特網(wǎng)以及GPRS卡組成，其組成如圖2.3所示。圖2.3 智能家居信息采集處理服務(wù)器硬件組成系統(tǒng)應(yīng)用程序分為前臺(tái)程序（SmartHome.rar）和后臺(tái)程序(zigbee.rar),程序的設(shè)計(jì)總體架構(gòu)如圖2.4所示。QT前臺(tái)控制程序RS485服務(wù)程序線程讀取溫度值線程控制開(kāi)關(guān)、電源和熱水器開(kāi)關(guān)線程讀取空氣質(zhì)量線程讀取門(mén)控狀態(tài)GPRS模塊共享內(nèi)存子系統(tǒng)傳感器模塊前臺(tái)程序，主要給用戶提供友好的操作和顯示實(shí)時(shí)信息界面，讓用戶能很方便的設(shè)置各種家居因素的狀態(tài)，比如溫度的報(bào)警值，一些家電的開(kāi)關(guān)等等，并及時(shí)在系統(tǒng)檢測(cè)到的家居狀態(tài)顯示在主界面。前臺(tái)程序還提供數(shù)據(jù)庫(kù)功能，即時(shí)記錄家居信息的變化，方便用戶能

33、隨時(shí)查閱記錄，以便了解家居的各種情況。前臺(tái)程序結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。圖2.5 Qt前臺(tái)控制程序架構(gòu)2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.6所示。圖2.6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖任務(wù)三 項(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì)一、智能家居系統(tǒng)硬件構(gòu)成硬件功能介紹： 采用三星公司的 S3C2440，系統(tǒng)可穩(wěn)定運(yùn)行在405MHZ，主頻最高可達(dá)530多MHz； 64M 字節(jié)的 SDRAM，由兩片 K4S561632 組成，工作在 32 位模式下，可升級(jí)為128M； 64M 字節(jié) NAND Flash，采用的是 K9F1208，可以兼容 16M，32M 或 128M 字節(jié)； 10M/100M 以太網(wǎng)接口，采用的是DM9000AEP，帶傳輸和連接指示燈；

34、7寸群創(chuàng)LCD和觸摸屏； 2 個(gè) USB HOST，S3C2440 內(nèi)置的，符合 USB 1.1，其中一個(gè) USB HOST 接口是復(fù)用的； ； 支持音頻輸入和音頻輸出，音頻模塊由 S3C2440 的 IIS 音頻總線接口和 UDA1341 音頻編碼解碼器組成，板上還集成了一個(gè) MIC，用于音頻輸入； 1路 UART完整 串行口，波特率可高達(dá) 115200bps，并具有 RS232 電平轉(zhuǎn)換電路，1路RS232轉(zhuǎn)RS485,1路接紅外收發(fā)器；另外，這3路可擴(kuò)展為T(mén)TL； SD 卡接口，兼容 SD Memory Card Protocol 1.0 和 SDIO Card Protocol 1.0

35、; Embedded-ICE（20 腳標(biāo)準(zhǔn) JTAG）接口和并口式JTAG 接口，支持ADS，SDT等軟件的下載和調(diào)試； 串行EEPROM ：AT24C08 EEPROM，IIC接口；SPI接口；VGA接口；CAN總線接口；CPLD擴(kuò)展模塊；GPRS模塊，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)撥打、接聽(tīng) ，收發(fā)短信、上網(wǎng)功能； 1 個(gè)GPS模塊，內(nèi)置SIRF芯片；繼電器控制模塊；溫度傳感模塊；濕度傳感模塊；直流電機(jī)模塊；步進(jìn)電機(jī)模塊；16個(gè)可編程用戶按鍵(帶有驅(qū)動(dòng)程序)，1 個(gè)復(fù)位按鍵，4 個(gè)掃描中斷復(fù)用按鈕；ADC模擬；數(shù)字?jǐn)z像頭接口；蜂鳴器，4個(gè) 用戶LED燈；6個(gè)中斷按鍵；復(fù)位按鍵，用于CPU、

36、系統(tǒng)復(fù)位；開(kāi)關(guān)電源，分布式電源供電；3V鋰電池，提供RTC電源；基于S3C2440處理器平臺(tái) (1). S3C2440資源簡(jiǎn)介S3C2440是Samsung公司推出基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC處理器,穩(wěn)定主頻405MHz，最高530Mhz。該處理器最大的特點(diǎn)是低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器。為了降低整個(gè)系統(tǒng)的成本，S3C2440提供了以下豐富的內(nèi)部設(shè)備：分開(kāi)的16KB的指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU虛擬存儲(chǔ)器管理，LCD控制器（支持STN&TFT），支持NAND Flash系統(tǒng)引導(dǎo)，系統(tǒng)管理器（片選邏輯和SDRAM控制器），3通道UART，4通道DMA，4路

37、PWM定時(shí)器，130路通用I/O口，24路外部中斷源，RTC，攝像頭接口，1路IIS音頻編碼器接口，8通道10位ADC和觸摸屏接口，IIC-BUS接口，USB主機(jī)，2路全速USB主設(shè)備（其中一路可以作為USB從設(shè)備），SD主卡&MMC卡接口，2通道的SPI以及內(nèi)部PLL時(shí)鐘倍頻器。(2) GEC2440開(kāi)發(fā)板資源本文使用硬件平臺(tái)由廣州廣嵌電子科技開(kāi)發(fā)的GEC2440開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺(tái)，下面對(duì)GEC2440做一些簡(jiǎn)單介紹。CPUS3C2440微處理器以太網(wǎng)PHYUSB發(fā)送器RS232驅(qū)動(dòng)器DM9000USB接口9針串口SDRAM 64MB HY57V561620FLASH64MBK9F1208通

38、用IO口擴(kuò)展接口內(nèi)部總線A/D和D/A數(shù)據(jù)采樣，數(shù)字口DC/DC電源模塊LCD接口圖 STYLEREF 1 s 3.2 GEC2440開(kāi)發(fā)板結(jié)構(gòu)圖圖3.2 GEC2440開(kāi)發(fā)板外觀圖（3）操作系統(tǒng)和軟件支持支持Linux-操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序包含串行、100M網(wǎng)卡、SD/MMC卡、CF卡、NOR Flash、錄音放音、LCD、觸控屏幕、USB HOST、USB DEVICE、CCD、VGA、RTC等多種驅(qū)動(dòng)串口，Ethernet，Audio，SD卡，IDE，CF卡，AD/DA,USB，紅外，藍(lán)牙，LCD，觸摸屏,SPI，I2C，RTC，GPIO等圖形用戶界面：應(yīng)用程序包括QT/MiniGUI等圖形

39、系統(tǒng) 文件系統(tǒng)：JFFS2 YAFFS開(kāi)發(fā)工具：JTAG燒寫(xiě)Nor Flash工具，arm-linux-gcc交叉編譯器，GDB，GDBSERVER調(diào)試工具，anjuta開(kāi)發(fā)環(huán)境，sourceNavigator代碼編輯器，文件系統(tǒng)制作工具等多媒體軟件：mplayer媒體播放器，實(shí)現(xiàn)MPEG、MPEG2、MPEG4、AVI、WMV等多種媒體解碼；madplay音頻播放器支持WinCE操作系統(tǒng)板級(jí)支持包：WinCE.net 5.0/6.0（可選） BSP設(shè)備驅(qū)動(dòng)：串行、Ethernet 100M網(wǎng)卡、SD/MMC卡、CF卡、NOR Flash、錄音放音、LCD、觸控屏幕、USB HOST、USB

40、DEVICE、CCD、VGA、RTC 、SD卡等。應(yīng)用程序包括EVC等圖形系統(tǒng) 2Gec2440處理器平臺(tái)的主要硬件電路下面介紹GEC 2440處理器平臺(tái)的主要硬件電路。電源電路GEC 2440由外部5v供電，由由降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器AP1513降壓到3.3V，給外部GPIO等外設(shè)供電，再通過(guò)MAX8860轉(zhuǎn)化為1.5V給內(nèi)核供電，其電路原理圖如圖3.3所示： 圖3.3 電源電路（2）復(fù)位電路設(shè)計(jì)由于ARM芯片的高速、低功耗、低工作電壓導(dǎo)致其噪聲容限低，對(duì)于電源的紋波、瞬態(tài)響應(yīng)性能、時(shí)鐘源的穩(wěn)定性、電源監(jiān)控的可靠性提出了很高的要求。本嵌入式系統(tǒng)采用復(fù)位芯片MAX811來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3.4所示：圖3.4

41、 復(fù)位電路(3)系統(tǒng)時(shí)鐘S3C2440可以采用外部晶振或者外部時(shí)鐘輸入作為系統(tǒng)時(shí)鐘，外部晶振頻率范圍市10MHZ-12MHZ。本嵌入式系統(tǒng)采用外部的12MHZ晶振，只需要將OM2,OM3引腳接為低電平，將外部時(shí)鐘輸入引腳EXTCLK接為高電平。通過(guò)內(nèi)部鎖相環(huán)，可以將時(shí)鐘倍頻，作為處理器的主時(shí)鐘（FCLK）。如圖3.5所示： S3C2440具有一個(gè)獨(dú)立時(shí)鐘源，獨(dú)立電源供電的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）,所以在XTOrte、XTIrtc上接一32768HZ外部晶振即可。如圖4.4所示：圖3.5 系統(tǒng)時(shí)鐘電路（4） LCD接口 本系統(tǒng)采用群創(chuàng)的LCD，其與控制器的接口電路如圖3.6所示：（5）音頻接口電路 音

42、頻接口電路由芯片UDA1314組成，音頻電路提供耳機(jī)輸出，線路輸入，麥克輸入等功能，另有板載MIC。配合軟件可以實(shí)現(xiàn)錄音，放音，傳話等功能。插入耳機(jī)后，板載揚(yáng)聲器不會(huì)發(fā)音；插入外置MIC 后，板載MIC 也被切斷。電路如圖3.7所示：（6）USB接口電路USB（Universal Serial Bus）是通過(guò) PCI 總線和 PC 的內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)線連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。USB 同時(shí)又是一種通信協(xié)議，支持主系統(tǒng)(Host)和 USB的外圍設(shè)備(Device)之間的數(shù)據(jù)傳送，在 USB 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，每個(gè) USB 的系統(tǒng)有且只有一個(gè) host，因此，將兩臺(tái) PC 的 USB 口通過(guò) A-A 頭連接

43、起來(lái)，是不能實(shí)現(xiàn)通信的，因?yàn)閷?duì)于電腦主板上的 USB 來(lái)說(shuō)都是Host，如果連起來(lái)就是兩個(gè)Host 的通信，這樣一來(lái)的一個(gè) USB 的系統(tǒng)有了兩個(gè)的 Host，與它的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議沖突。 在本系統(tǒng)中，利用USB Device 接口和宿主機(jī)進(jìn)行通信，進(jìn)行一些系統(tǒng)文件的下載等；利用USB Host接口和外部的USB存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行通信，并將NAND Flash中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)拷貝至USB存儲(chǔ)設(shè)備中，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的移植。S3C2440具有兩路USBv1.1接口，其中一路固定為下行口（Host接口），另外一路可以配置為了Host接口或者Device 接口，本系統(tǒng)中直接配置為Device 接口。如圖3.8所示

44、：圖3.6 LCD接口電路圖3.7 音頻接口電路圖3.8 USB接口電路（7）S3C2440平臺(tái)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路在 S3C2440核心板上，從CPU 出來(lái)的數(shù)據(jù)、地址、讀寫(xiě)控制等信號(hào)構(gòu)成局部總線。Nor Flash、Nand Flash、SDRAM 直接掛在局部總線上. 本嵌入式系統(tǒng)中NAND Flash采用Samsung公司的K9F1208U0M，用來(lái)保存系統(tǒng)的非易失性數(shù)據(jù)，如Linux內(nèi)核、根文件系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等等。該器件存儲(chǔ)容量為64M8位。工作電壓為27V-36V。K9F1208U0M SDRAM具有高速、大容量等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有同步接口的高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器.本嵌入式系統(tǒng)的SDRA

45、M選用HY57V561620CT，其容量為32M16位，為了增大數(shù)據(jù)吞吐能力，選采用兩片SDRAM構(gòu)成32位地址寬度，一片做高16位，一片做低16位，由于內(nèi)存由64MB，那就需要26根地址線（64MB=226）來(lái)進(jìn)行尋址，所以BA0和BA1控制數(shù)據(jù)的高低位讀取，并且分別接至S3C2440的ADDR24、ADDR25引腳上。如圖3.10所示：圖3.9 NAND Flash存儲(chǔ)器電路圖3.10 SDRAM存儲(chǔ)器電路（8）以太網(wǎng)接口電路S3C2440 平臺(tái)采用DM9000 以太網(wǎng)芯片，以太網(wǎng)接口電路如圖3.11所示。網(wǎng)接口電路任務(wù)四：開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建【知識(shí)目標(biāo)】了解交叉編譯，建立交叉編譯工具鏈，制作交

46、叉調(diào)試器。熟悉超級(jí)終端與三星公司的DNW軟件。熟悉使用tftp服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)掛載服務(wù)?！炯寄苣繕?biāo)】成功安裝交叉工具鏈與交叉調(diào)試器。能夠使用超級(jí)終端與DNW的下載方法，并熟悉燒寫(xiě)過(guò)程。能夠利用tftp下載文件，能夠掛載nfs，并熟悉配置。搭建嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境中宿主機(jī)與開(kāi)發(fā)板通訊，通常用到幾種終端：windows超級(jí)終端(串口)、三星公司的DNW軟件（串口且可用USB下載）、minicom（linux的超級(jí)終端）。而下載方式有：串口、USB、nfs、tftp。一、建立交叉編譯工具鏈有兩種方法可以用來(lái)建立工具鏈:一種方法是下載這些工具的軟件包，自己編譯這些源代碼;另一種簡(jiǎn)單的方法就

47、是直接從網(wǎng)上下載已經(jīng)編譯好的工具鏈。本文采用的第二種方法，具體步驟如下：（1）下載所需開(kāi)源文件cross-;（2）終端下使用root用戶登陸# mkdir /usr/local/arm /建立工作目錄#cp cross-.tar.bz2 /usr/local/arm /把源碼包復(fù)制到工作目錄#tar jxvf cross-.tar.bz2 -C /usr/local/arm /解壓源碼包#mv arm920t /重命名解壓后的目錄（3）添加環(huán)境變量：export PATH=/usr/local/arm/bin:$PATH這樣在該終端下就建立好交叉編譯工具鏈了。使得配置立刻生效，需要使用sour

48、ce命令重新讀取配置文件（#source /etc/bashrc）。重新登錄系統(tǒng)，配置生效。交叉編譯器安裝完畢。二、交叉調(diào)試器的制作 1、交叉調(diào)試環(huán)境搭建_交叉調(diào)試器1）交叉調(diào)試器的制作 源碼包：gdb-6.5.tar.bz2 建立工作目錄，然后解壓，接著配置與編譯。 #./configure -target=arm-linux -prefix=/usr/local/arm/ #make /編譯調(diào)試器#make install /安裝調(diào)試器(在/usr/local/arm/bin/目錄下生成arm-linux-gdb工具)2）調(diào)試服務(wù)器的制作#export PATH=/usr/local/ar

49、m/bin:$PATH /設(shè)置環(huán)境變量 #CC=arm-linux-gcc #./configure -host=arm-linux #make /編譯服務(wù)器(完了在當(dāng)前目錄生成gdbserver、gdbreplay等)下載安裝到目標(biāo)板（gdbserver）gdbserver放到目標(biāo)板的/bin目錄下（此步當(dāng)目標(biāo)板的開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建好后才操作）。三、超級(jí)終端（windows xp系統(tǒng)的超級(jí)終端）超級(jí)終端是windows自帶的一個(gè)串口調(diào)試工具，其使用較為簡(jiǎn)單，被廣泛使用在串口設(shè)備的初級(jí)調(diào)試上。通過(guò)點(diǎn)擊開(kāi)始程序附件通訊中的超級(jí)終端，我們可以新建一個(gè)終端。然后設(shè)置好名稱，選擇好端口（如COM1），波特率

50、（即每秒位數(shù)，本項(xiàng)目用115200），數(shù)據(jù)位（通常選擇8位），奇偶校驗(yàn)（一般選擇無(wú)），停止位（選擇1），數(shù)據(jù)流控制（一般選擇無(wú)），按確定，然后就可以開(kāi)始使用超級(jí)終端了。啟動(dòng)開(kāi)發(fā)板后即可以使用#rx filename下載文件。下載文件到文件系統(tǒng)如圖4.5。圖4.5 超級(jí)終端下載文件圖超級(jí)終端下載文件的命令是“#rx 文件名”，然后出現(xiàn)發(fā)送文件窗口，選擇要發(fā)送的文件路徑以及協(xié)議（本項(xiàng)目選Xmodem），點(diǎn)擊發(fā)送即可，下載完后可以用“#ls”指令查看。四、使用三星公司的DNW軟件與超級(jí)終端功能相同，都可以跟開(kāi)發(fā)板通訊，在windows xp下超級(jí)終端顯示效果會(huì)比較好。DNW主要用于USB下載文件。打

51、開(kāi)DNW界面，configuration下點(diǎn)options出現(xiàn)設(shè)置框。設(shè)置波特率115200、端口號(hào)、下載地址0 x30200000。可以用串口或者USB下載文件。點(diǎn)擊“USB Port” ”Transmit”選項(xiàng)。選擇要下載的文件進(jìn)行下載，下載完成后會(huì)提示“Download O.K.”,并詢問(wèn)是否運(yùn)行所下載的文件，運(yùn)行則輸入y，否則n。如圖4.9。圖4.9 DNW文件下載圖五、Tftp 方式1、實(shí)現(xiàn)原理：通過(guò)圖示來(lái)進(jìn)行分析（tftp 服務(wù)），如圖4.15。圖4.15 tftp原理圖2、實(shí)現(xiàn)步驟：1）tftp服務(wù)器(PC機(jī))ftp修改如下：service tftpserver_args= -s

52、 /tftpboot /此為共享目錄，用于下載文件Disable= no安全級(jí)別，將安全級(jí)別改為“無(wú)防火墻”，windows 上的防火墻也需要關(guān)閉。（4）用網(wǎng)線連接PC機(jī)(虛擬機(jī))與開(kāi)發(fā)板，目的讓兩個(gè)linux處在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。（5）配置虛擬機(jī)IP地址；（目的是讓虛擬機(jī)和開(kāi)發(fā)板在同一ip段內(nèi)）開(kāi)發(fā)板與宿主機(jī)配置成同一個(gè)網(wǎng)段即可。（6）在開(kāi)發(fā)板linux系統(tǒng)中掛載PC機(jī)linux的NFS共享目錄。#showmount -e localhost (查看當(dāng)前對(duì)外共享目錄)#mount 00:/root/rootfs/tmp/(本地測(cè)試)#mount -o nolock 00:/root/rootfs

53、/tmp（掛載共享目錄）NFS 掛載成功，然后進(jìn)入掛載目錄進(jìn)行相應(yīng)操作，也可以將掛載目錄中的文件拷貝到本地路徑下保存。任務(wù)五、linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建【知識(shí)目標(biāo)】熟悉u-boot移植過(guò)程熟悉內(nèi)核移植與驅(qū)動(dòng)移植熟悉文件系統(tǒng)移植【技能目標(biāo)】能編譯出移植到開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行的u-boot對(duì)內(nèi)核移植的過(guò)程熟悉，并能夠成功移植使用驅(qū)動(dòng)添加后可以使用。能移植出可以使用的文件系統(tǒng)。一、Bootloader移植1、嵌入式LINUX系統(tǒng)從軟件的角度可看成是4個(gè)層次，如圖4.17。Bootloader參數(shù)文件系統(tǒng)Kernel圖4.17 嵌入式LINUX系統(tǒng)的4個(gè)層次（1）引導(dǎo)加載程序，包括固化在固件中（firmware）

54、中的啟動(dòng)代碼（可選）和Bootloader兩大部分。（2）內(nèi)核。特定于板子的定制內(nèi)核以及控制內(nèi)核引導(dǎo)系統(tǒng)的參數(shù)。（3）文件系統(tǒng)。包括根文件系統(tǒng)和建立與FLASH內(nèi)存設(shè)備上的文件系統(tǒng)。（4）用戶應(yīng)用程序。特定于用戶的應(yīng)用程序，有時(shí)還包括一個(gè)GUI。2、bootloader啟動(dòng)流程多數(shù)Bootloader都包含兩種模式，啟動(dòng)加載模式和下載模式BOOTLOADER的啟動(dòng)流程大多數(shù)分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段主要是包含依賴于CPU的體系結(jié)構(gòu)的硬件初始化代碼，通常都是用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)階段的任務(wù)有：（1）基本的硬件設(shè)備初始化（屏蔽所有中斷、關(guān)閉處理器內(nèi)部指令/數(shù)據(jù)CACHE等）為第二階段準(zhǔn)備RAM空間

55、；（2）如果是從某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)媒質(zhì)中，則復(fù)制BOOTLOADER的第二階段代碼到RAM；（3）設(shè)置堆棧；（4）跳轉(zhuǎn)到第二階段的C程序入口點(diǎn)。第二階段通常是由C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)階段的主要任務(wù)有：（1）初始化本階段所要用到的硬件設(shè)備；（2）檢測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)存映射；（3）將內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像從FLASH讀到RAM；（4）為內(nèi)核設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)；（5）調(diào)用內(nèi)核。Bootloader調(diào)用Linux內(nèi)核的方法是直接跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的第一條指令處，即跳轉(zhuǎn)MEM_START+0 x8000地址處，在跳轉(zhuǎn)的時(shí)候必須滿足下面的條件：（1）CPU寄存器：R0為0，R1為機(jī)器類型ID，R2為啟動(dòng)參數(shù)，標(biāo)記列表在RAM中的起始基

56、地址；（2）CPU模式：必須禁止中斷，CPU設(shè)置為SVC模式；（3）Cache和MMU設(shè)置：MMU必須關(guān)閉，指令CACHE可以打開(kāi)也可以關(guān)閉，數(shù)據(jù)CACHE必須關(guān)閉。3、u-boot移植五部曲（1）u-boot 移植前的準(zhǔn)備工作1）下載源碼Uboot的源碼可以從網(wǎng)上下載：我們這里下載的是u-boot-2009.11.tar.bz2， 工具鏈?zhǔn)褂胏ross-。2）建立工作目錄把下載的源碼拷貝到該目錄,解壓；并把解壓后目錄更名為u-boot. 3）確定分區(qū)。分區(qū)圖如下圖4.18：圖4.18 分區(qū)圖我們可以根據(jù)以上的分區(qū)信息來(lái)配置我們的系統(tǒng)（2）第一步：創(chuàng)建主代碼、修改頂層 Makefile與階段測(cè)

57、試一1）創(chuàng)建主代碼。 EQ oac(,1)復(fù)制 board/samsung/smdk2440 目錄為 board/samsung/gec2440：并修改該目錄下的 Makefile：修改為：COBJS := gec2440.o f并將復(fù)制后目錄下的 smdk2440.c 改名為 gec2440.c： EQ oac(,2)2）修改頂層Makefile EQ oac(,1)創(chuàng)建目標(biāo)板信息 （在u-boot目錄下）在smdk2440_config : unconfig$(MKCONFIG) $(:_config=) arm arm920t smdk2440 NULL s3c24x0后面添加gec24

58、40_config : unconfig$(MKCONFIG) $(:_config=) arm arm920t gec2440 samsung s3c24x0 EQ oac(,2)修改 Makefile 規(guī)則 將：_LIBS := $(subst $(obj),$(LIBS) $(subst $(obj),$(LIBBOARD) 改為：_LIBS := $(subst $(obj),$(LIBBOARD) $(subst $(obj),$(LIBS) 3）階段測(cè)試一。用make指令編譯gec2440_config。編譯完成時(shí)最后兩句如下：（每次編譯成功最后都有這兩句）表示編譯成功。（3）第二

59、步：stage1 1）stage1 階段硬件初始化 EQ oac(,1)在 include/configs/gec2440.h 頭文件中添加 CONFIG_S3C2440 宏#define CONFIG_S3C24401/* in a SAMSUNG S3C2440 SoC*/ EQ oac(,2)修改 cpu/arm920t/start.S中的start_code 函數(shù)。/這兩行是 AT91RM9200DK 開(kāi)發(fā)板的 LED 初始化和控制函數(shù)，將其注釋/bl coloured_LED_init/bl red_LED_on添加下面的代碼，以取代上面功能：#if defined(CONFIG_S

60、3C2440)/區(qū)別與其他開(kāi)發(fā)板#define GPBCON0 x56000010#define GPBDAT0 x56000014#define GPBUP 0 x56000018 ldrr0,=GPBUP ldrr1,=0 xffstrr1,r0ldrr0,=GPBCONldr r1,=0 x557ff strr1,r0ldrr0,=GPBDATldr r1,=0 x7df strr1,r0#endif2）修改時(shí)鐘因?yàn)?S3C2440 與 S3C2440 的時(shí)鐘及 Nand、SDRAM 等配置不同，故接下來(lái)需要進(jìn)行修改相關(guān) 配置。 EQ oac(,1)修改 cpu/arm920t/star