基于ARM9的智能家居

1、第1章 緒論1.1本課題研研究目的與意意義智能家居與普通通家居相比，它它不僅具有傳傳統(tǒng)的居住功功能，提供舒舒適安全、高高品質(zhì)的家庭庭生活空間。視視頻監(jiān)控是智智能家居中的的一個(gè)重要模模塊，對(duì)家庭庭安全有著重重要的作用，而而且，視頻監(jiān)監(jiān)控在其他方方面也得到了了廣泛應(yīng)用，如如：交通、銀銀行和安全部部門。視頻監(jiān)控系統(tǒng)從從第一代基于于模擬攝像機(jī)機(jī)的模擬監(jiān)控控系統(tǒng)，到第第二代基于計(jì)計(jì)算機(jī)的數(shù)字字監(jiān)控系統(tǒng)，再再到第三代基基于嵌入式的的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)，視視頻監(jiān)控已經(jīng)經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)個(gè)發(fā)展階段。目目前的第三代代視頻監(jiān)控系系統(tǒng)是具有集集前端一體化化、圖像數(shù)字字化、監(jiān)控網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)統(tǒng)集成化等特特性于一身的的嵌入式

2、weeb技術(shù)的遠(yuǎn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻頻監(jiān)控系統(tǒng)。嵌入式視頻weeb服務(wù)器的的主要原理是是視頻服務(wù)器器內(nèi)置一個(gè)bboa服務(wù)器器，采用嵌入入式操作系統(tǒng)統(tǒng)。前端攝像像機(jī)送來的視視頻圖像通過過內(nèi)部總線送送到服務(wù)器，將將采集到的原原始圖像經(jīng)過過編碼壓縮、打打包等過程變變成基于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流流通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)進(jìn)行傳輸，發(fā)發(fā)送到終端用用戶。網(wǎng)絡(luò)終終端用戶可以以直接用瀏覽覽器觀看weeb服務(wù)器上上的攝像機(jī)圖圖像，授權(quán)用用戶可以通過過專用的客戶戶端軟件進(jìn)行行顯示和各種種操作。1.2 國內(nèi)外外技術(shù)研究現(xiàn)現(xiàn)狀1.2.1國外外研究現(xiàn)狀1984年美國國聯(lián)合科技公公司將建筑設(shè)設(shè)備信息化、整整合化概念應(yīng)應(yīng)用于美國康康乃迪克

3、州哈哈特佛市的CCityPllaceBuuildinng，標(biāo)志著著首棟“智能型建筑筑”的誕生，雖雖然當(dāng)時(shí)只是是對(duì)一棟破舊舊的大樓進(jìn)行行了改造，但但是是采用先先進(jìn)的計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)對(duì)都市市大廈內(nèi)部的的電梯照明、空空調(diào)等設(shè)備進(jìn)進(jìn)行監(jiān)控，并并且還可以提提供情報(bào)資料料、電郵、語語音通信等信信息的服務(wù)。自自此以后美國國、加拿大、歐歐洲、澳大利利亞和東南亞亞等經(jīng)濟(jì)比較較發(fā)達(dá)的國家家先后提出了了各種智能家家居的方案，而而且都從國家家戰(zhàn)略的高度度大力推廣智智能家居控制制系統(tǒng)。智能能家居在美國國、德國、新新加坡、日本本等國家都有有廣泛的應(yīng)用用。20世紀(jì)80年年代初，隨著著大量采用電電子技術(shù)的家家用電器面市市，開始出

4、現(xiàn)現(xiàn)了住宅電子子化(HE,HomeElecttroniccs)的概念念。80年代代中期，將家家用電器、通通訊設(shè)備與安安防設(shè)備的功功能綜合為一一體，形成了了家居自動(dòng)化化概念(HAA，HomeeAutommationn)。80年代代末，由于通通信與信息技技術(shù)的發(fā)展，出出現(xiàn)了對(duì)住宅宅中各種通信信、家電、安安防設(shè)備通過過總線技術(shù)進(jìn)進(jìn)行連接、控控制與管理的的商用系統(tǒng)，這這在美國稱為為智慧屋(WWH,WisseHomme)，在歐歐洲稱為時(shí)髦髦屋(SH,SmarttHomee)。當(dāng)時(shí)日日本正處于房房產(chǎn)市場(chǎng)低迷迷時(shí)期，日本本建設(shè)省在推推進(jìn)智能建筑筑概念時(shí)，抓抓住用于住宅宅總線技術(shù)的的契機(jī)，提出出了家庭總線線系

5、統(tǒng)概念(HBS,HHomeBBusSyystem)。而隨著技技術(shù)的繼續(xù)發(fā)發(fā)展和生物識(shí)識(shí)別技術(shù)的實(shí)實(shí)用化普及，智智能家居的概概念才真正體體現(xiàn)了其本意意，在好萊塢塢科幻電影中中看到的那種種高度智能化化的家居系統(tǒng)統(tǒng)正在走進(jìn)我我們的生活。日本松下公司正正在把“數(shù)碼家庭”的概念應(yīng)用用到養(yǎng)老院，養(yǎng)養(yǎng)老院的所有有房間都裝有有多種測(cè)量?jī)x儀器、觸摸式式顯示屏、數(shù)數(shù)碼攝像機(jī)等等，并與局域域網(wǎng)相連，這這樣每個(gè)居住住者的體溫、血血壓等多項(xiàng)數(shù)數(shù)據(jù)可以傳送送到護(hù)理中心心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程程醫(yī)療護(hù)理。美美國麻省理工工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室正在研究究“智能房間”，通過生物物傳感器探測(cè)測(cè)人的行為來來自動(dòng)控制和和調(diào)節(jié)居住系系統(tǒng)。日本大大型住宅公

6、司司MISAWWAHOME為為解決購房者者對(duì)房屋防盜盜系統(tǒng)的不滿滿意，新近推推出“保全住宅”該住宅內(nèi)部部采用指紋辯辯識(shí)門禁系統(tǒng)統(tǒng)，另設(shè)有隱隱藏式防盜室室，當(dāng)遇到小小偷闖入時(shí)屋屋主可躲進(jìn)去去緊急避難，防防盜室設(shè)有兩兩道厚重的門門，其中內(nèi)門門只要從里面面上鎖后，外外部無法靠人人力打開。防防盜室內(nèi)裝設(shè)設(shè)電話專線，電電話線埋在地地下，另外還還可在屋內(nèi)放放置一個(gè)機(jī)器器人，畝以依依歹徒恐嚇的的聲音來反應(yīng)應(yīng)，并出聲求求救，發(fā)揮報(bào)報(bào)警求救功能能。1.2.2國內(nèi)內(nèi)研究現(xiàn)狀伴隨著國內(nèi)房地地產(chǎn)市場(chǎng)的繁繁榮，近年來來智能家居從從概念引進(jìn)到到研究開發(fā)經(jīng)經(jīng)歷了迅速的的發(fā)展。調(diào)查查發(fā)現(xiàn)，目前前國內(nèi)市場(chǎng)中中常見的智能能家居子

7、系統(tǒng)統(tǒng)基本上由原原來的照明、安安防和門禁對(duì)對(duì)講系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)廠家提供的的，這些系統(tǒng)統(tǒng)大都沒有脫脫離原有產(chǎn)品品的形態(tài)，屬屬于“嫁接智能”范疇。由于于這些產(chǎn)品的的技術(shù)路線多多種多樣，一一些大公司在在整合他們的的時(shí)候標(biāo)準(zhǔn)也也就很難規(guī)范范統(tǒng)一。在我國，智能化化住宅和智能能化家居雖然然起步比較晚晚，但發(fā)展速速度很快。880年代，我我國居住條件件非常困難，根根本談不上智智能化的問題題。80年代代初所建成的的住宅，其電電器設(shè)計(jì)內(nèi)容容僅在以下方方面:樓房照照明系統(tǒng)、高高層供水泵控控制系統(tǒng)和消消防泵控制系系統(tǒng)。用戶電電量的計(jì)量和和收費(fèi)，采用用房管部門或或住戶輪流抄抄表收費(fèi)的方方式。生活用用水的計(jì)量則則主要是按戶戶或

8、按人口數(shù)數(shù)收費(fèi)。弱電電系統(tǒng)也是從從80年代開開始才陸續(xù)設(shè)設(shè)置電話配線線和公用電視視天線系統(tǒng)。880年代末990年代初，我我國家庭基本本實(shí)現(xiàn)電器化化，住宅內(nèi)的的弱電系統(tǒng)有有所增加，如如對(duì)講系統(tǒng)等等。到了900年代末，電電腦、有線電電視、機(jī)頂盒盒、移動(dòng)通信信等數(shù)字化通通信產(chǎn)品開始始走進(jìn)家庭。2000年99月7-8日日，由信息產(chǎn)產(chǎn)業(yè)部組織，在在四川省綿陽陽市召開了國國家經(jīng)貿(mào)委22000年國國家技術(shù)創(chuàng)新新重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)計(jì)劃“家庭信息息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)研究及產(chǎn)品品開發(fā)”項(xiàng)目工作會(huì)會(huì)議。20002年由建設(shè)設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)業(yè)化促進(jìn)中心心和中國建筑筑科學(xué)研究院院主編的居居住區(qū)智能化化系統(tǒng)配置與與技術(shù)要求(審查稿)己己送審

9、，等待待批準(zhǔn)。建設(shè)設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)業(yè)化促進(jìn)中心心正在牽頭編編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)“居住區(qū)智能能化產(chǎn)品應(yīng)用用技術(shù)要求”。2002年年建設(shè)部科學(xué)學(xué)技術(shù)委員會(huì)會(huì)智能建筑技技術(shù)開發(fā)推廣廣中心組織編編制了建設(shè)設(shè)行業(yè)智能建建筑試點(diǎn)項(xiàng)目目住宅小區(qū)智智能化系統(tǒng)工工程驗(yàn)收評(píng)估估標(biāo)準(zhǔn)作為為建設(shè)行業(yè)智智能建筑試點(diǎn)點(diǎn)項(xiàng)目住宅小小區(qū)智能化系系統(tǒng)工程驗(yàn)收收評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。西南交通大學(xué)科科技公司開發(fā)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)智能能控制數(shù)據(jù)終終端(InttelliggentCControolNetwworkDDataTTerminnal，簡(jiǎn)稱稱NDT)系統(tǒng)統(tǒng)，是一個(gè)基基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的智能住住宅控制系統(tǒng)統(tǒng)，可以穩(wěn)定定運(yùn)行在多種種寬帶網(wǎng)絡(luò)平平臺(tái)上。它包包括住宅樓

10、宇宇防盜報(bào)警、貴貴重物品防盜盜報(bào)警、多重重判斷防誤報(bào)報(bào)功能、火災(zāi)災(zāi)報(bào)警、煤氣氣泄露報(bào)警、緊緊急求助、防防脅持秘密報(bào)報(bào)警、小區(qū)電電子公告、遠(yuǎn)遠(yuǎn)程家用電器器控制、電話話自動(dòng)報(bào)警功功能、Intternett電子短信、家家用設(shè)備報(bào)警警、水電氣多多表自動(dòng)抄收收等功能，通通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成整個(gè)個(gè)住宅小區(qū)的的集中管理控控制系統(tǒng)。1.3視頻監(jiān)控控系統(tǒng)的發(fā)展展趨勢(shì)將嵌入式系統(tǒng)技技術(shù)、無線通通信技術(shù)和基基于TCP/IP的Innterneet技術(shù)結(jié)合合在一起的視視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)將成為監(jiān)控控系統(tǒng)的未來來發(fā)展方向。利利用嵌入式技技術(shù)采集并對(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)處理理，在通過無無線通信方式式傳輸?shù)絀nnterneet上，

11、用戶戶通過Intternett來管理和使使用信息。當(dāng)當(dāng)前，視頻監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)可以以概括為：視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化化視頻監(jiān)控發(fā)展經(jīng)經(jīng)歷了模擬視視頻監(jiān)控、半半數(shù)字監(jiān)控、數(shù)數(shù)字監(jiān)控三個(gè)個(gè)階段。數(shù)字字化是21世世紀(jì)的時(shí)代特特征，視頻監(jiān)監(jiān)控的數(shù)字化化是監(jiān)控技術(shù)術(shù)的必然趨勢(shì)勢(shì)。視頻監(jiān)控智能化化智能化是視頻監(jiān)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展展比較高的層層次。智能化化監(jiān)控能把視視頻監(jiān)控從靜靜態(tài)的、事后后取證變成動(dòng)動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)時(shí)預(yù)防和告警警對(duì)用戶來說說明顯更加重重要。實(shí)際上上現(xiàn)有的大型型監(jiān)控系統(tǒng)都都配置自動(dòng)位位移偵測(cè)、晝晝夜自適應(yīng)切切換存儲(chǔ)、預(yù)預(yù)警設(shè)置等一一些基本的智智能化功能。視頻監(jiān)控IP化化視頻網(wǎng)絡(luò)、IPPTV等都是是網(wǎng)絡(luò)快速

12、發(fā)發(fā)展的重要應(yīng)應(yīng)用。隨著IInternnet技術(shù)的的發(fā)展，基于于IP的視頻頻監(jiān)控風(fēng)能為為人們所接受受，網(wǎng)絡(luò)攝像像機(jī)吧壓縮的的視頻信息通通過TCP/IP協(xié)議。采采用流媒體技技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻頻在網(wǎng)上的多多路復(fù)用傳輸輸，擁有授權(quán)權(quán)的用戶可以以隨時(shí)訪問互互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)真?zhèn)€監(jiān)控控系統(tǒng)的指揮揮、調(diào)度、存存儲(chǔ)、授權(quán)控控制等功能。視頻監(jiān)控?zé)o線化化隨著無線寬帶網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基基于3G的無無線視頻應(yīng)用用備受關(guān)注。當(dāng)當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)分散散且與監(jiān)控中中心距離較遠(yuǎn)遠(yuǎn)，或被監(jiān)控控對(duì)象不固定定時(shí)，利用傳傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的視頻監(jiān)控控旺旺成本高高且難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，為基于多多種無線傳輸輸手段的移動(dòng)動(dòng)視頻監(jiān)控具具有不可替代代的優(yōu)勢(shì)。1.4 論文的

13、的組織第一章：對(duì)監(jiān)控控系統(tǒng)的研究究意義、國內(nèi)內(nèi)外的研究狀狀況以及發(fā)展展趨勢(shì)做了簡(jiǎn)簡(jiǎn)單概述。第二章：分析了了監(jiān)控系統(tǒng)的的需求，以及及需要何種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并并簡(jiǎn)單介紹了了硬件的組成成。第三章：對(duì)硬件件平臺(tái)的總體體結(jié)構(gòu)、主控控制芯片和攝攝像頭做了簡(jiǎn)簡(jiǎn)單介紹。第四章：對(duì)嵌入入式系統(tǒng)做簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的介紹，并并進(jìn)行了服務(wù)務(wù)器搭建和交交叉編譯器的的安裝等工作作，為以后的的工作做好基基礎(chǔ)。第五章：本章講講述了監(jiān)控系系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主主要有Boootloadder的移植植、Linuux內(nèi)核的移移植、根文件件系統(tǒng)的制作作、boa服服務(wù)器的移植植，及攝像頭頭工作流程。第六章：對(duì)各個(gè)個(gè)部分的工作作做了總結(jié)，提提出了整個(gè)工工作的

14、不足之之處并對(duì)進(jìn)一一步的研究方方向以及相關(guān)關(guān)的問題做了了敘述。第2章智能家居居系統(tǒng)總體方方案隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)和嵌入入式系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展以及芯片片成本的下降降，嵌入式視視頻服務(wù)器為為核心的視頻頻監(jiān)控系統(tǒng)在在市場(chǎng)上發(fā)展展起來。通用用的web服服務(wù)器通常用用于大量用戶戶并發(fā)訪問的的普通網(wǎng)站，以以強(qiáng)有力的數(shù)數(shù)據(jù)庫為用戶戶提供商業(yè)服服務(wù)，而嵌入入式處理器能能力和存儲(chǔ)容容量有限，通通用大型服務(wù)務(wù)器無法在嵌嵌入式設(shè)備上上運(yùn)行。因此此，采用功能能相對(duì)簡(jiǎn)單、體體積更小、消消耗資源更少少的嵌入式wweb服務(wù)器器，是近年來來出現(xiàn)的一種種較為先進(jìn)的的方案。目前前，嵌入式wweb服務(wù)器器的實(shí)現(xiàn)方法法可分成自助助實(shí)現(xiàn)和修

15、改改移植。2.1需求分析析分析國內(nèi)智能家家居市場(chǎng)可知知消費(fèi)者對(duì)家家電控制、視視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控控、家居環(huán)境境監(jiān)測(cè)等情有有獨(dú)鐘，視頻頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也也成為了生活活中不可或缺缺的智能產(chǎn)品品。智能家居行業(yè)技技術(shù)按照系統(tǒng)統(tǒng)核心技術(shù)可可分為PC架架構(gòu)、單片機(jī)機(jī)架構(gòu)及嵌入入式架構(gòu)三個(gè)個(gè)層次。三種種技術(shù)方案代代表著智能家家居行業(yè)不同同時(shí)期的技術(shù)術(shù)特點(diǎn)。（1）PC架構(gòu)構(gòu)的智能控制制系統(tǒng)出現(xiàn)于于中國智能家家居的萌芽階階段，基本停停留在向使用用者展示智能能家居的概念念，實(shí)用性不不強(qiáng)，屬于第第一代。（2）目前很多多中國智能家家居廠商研制制的基于單片片機(jī)架構(gòu)的智智能控制系統(tǒng)統(tǒng)，在實(shí)用性性、易用性和和專業(yè)性方面面有了很大程程度上

16、的提高高屬于第二代代。（3）而基于嵌嵌入式系統(tǒng)的的家庭智能系系統(tǒng)在國內(nèi)才才剛剛出現(xiàn)，隨隨著嵌入式技技術(shù)更加廣泛泛的應(yīng)用及成成本的之間降降低，中國的的智能家居核核心最終將走走向嵌入式。目前人類已進(jìn)入入基于Intternett的后PC時(shí)時(shí)代，其主要要特征為計(jì)算算機(jī)作為組成成部分緊密融融于消費(fèi)品和和工業(yè)品中。后后PC時(shí)代的的到來依賴于于嵌入式技術(shù)術(shù)的誕生與發(fā)發(fā)展。嵌入式式系統(tǒng)在通信信產(chǎn)品、家用用電器、醫(yī)療療器械、汽車車制造、航空空航天等領(lǐng)域域的應(yīng)用，已已成為促進(jìn)信信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展展、加速傳統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的的最為實(shí)用的的高新技術(shù)。隨著嵌入式處理理器的性能得得到了顯著的的提高，嵌入入式技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用在最近幾幾年

17、得到了廣廣闊的發(fā)展。對(duì)對(duì)于嵌入式系系統(tǒng)，電器工工程師協(xié)會(huì)的的定義為：嵌嵌入式系統(tǒng)是是用來監(jiān)控設(shè)設(shè)備、機(jī)器、裝裝置及工廠生生產(chǎn)線等大規(guī)規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)設(shè)備。通常嵌嵌入式定義為為：嵌入式系系統(tǒng)是以應(yīng)用用為核心，以以計(jì)算機(jī)技術(shù)術(shù)為基礎(chǔ)，并并且軟/硬件件可裁剪，適適用于應(yīng)用系系統(tǒng)對(duì)功能、可可靠性、成本本、體積、功功耗等有嚴(yán)格格要求的專用用衛(wèi)星化計(jì)算算機(jī)系統(tǒng)。嵌嵌入式系統(tǒng)一一般應(yīng)用嵌入入式系統(tǒng)的微微處理器、外外圍硬件設(shè)備備（可隨意定定制）、嵌入入式操作系統(tǒng)統(tǒng)（可裁剪）以以及用戶的應(yīng)應(yīng)用程序四個(gè)個(gè)部分組成，用用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備備的控制、監(jiān)監(jiān)視或管理等等功能。嵌入入式技術(shù)為智智能家居客戶戶端的實(shí)現(xiàn)和和發(fā)展

18、提供了了強(qiáng)大的基礎(chǔ)礎(chǔ)。使用嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)來完成智能能家居系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)具有以以下優(yōu)勢(shì)：嵌入式系統(tǒng)具有有功耗低、體體積小、專用用性強(qiáng)等功能能。PC架構(gòu)的智能能控制系統(tǒng)出出現(xiàn)于中國智智能家居的萌萌芽階段，基基本 停留留在向使用者者展示智能家家居的概念，實(shí)實(shí)用性不強(qiáng)，屬屬于第一代。根據(jù)系統(tǒng)定制的的實(shí)時(shí)操作系系統(tǒng)，不僅可可以最大限度度地利用硬件件資源，并且且避免了龐大大系統(tǒng)的系統(tǒng)統(tǒng)冗余。嵌入式技術(shù)伴隨隨Interrnet而生生，因此具有有更加卓越的的網(wǎng)絡(luò)性能，可可以增加更多多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用用。軟件采用分層設(shè)設(shè)計(jì)，方便維維護(hù)和升級(jí)，大大大提高了代代碼利用率，縮縮短開發(fā)周期期。嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控控系統(tǒng)3是以嵌入式式設(shè)

19、備作為wweb服務(wù)器器接入Intternett網(wǎng)絡(luò)的。嵌嵌入式設(shè)備連連接到網(wǎng)絡(luò)后后，以何種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成成系統(tǒng)，就涉涉及到了網(wǎng)絡(luò)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的的選擇問題。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來來說是處于基基礎(chǔ)地位的，合合理選擇網(wǎng)絡(luò)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效效率、系統(tǒng)性性用的廣泛性性和可維護(hù)性性都有至關(guān)重重要的作用。CC/S和B/S結(jié)構(gòu)是當(dāng)當(dāng)今世界開發(fā)發(fā)模式技術(shù)架架構(gòu)的兩大主主流技術(shù)。C/S結(jié)構(gòu)即客客戶機(jī)和服務(wù)務(wù)器結(jié)構(gòu)。它它是軟件系統(tǒng)統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，CC/S結(jié)構(gòu)充充分利用兩端端硬件環(huán)境的的優(yōu)勢(shì)，將任任務(wù)合理的分分配到cliient和sserverr端，降低了了系統(tǒng)的通訊訊開銷。目前前大多數(shù)應(yīng)用用軟件都是

20、cclientt/servver形式兩兩層結(jié)構(gòu)，由由于現(xiàn)在的軟軟件應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)正在向分布布式的webb應(yīng)用發(fā)展，wweb和cllient/serveer應(yīng)用都可可進(jìn)行同樣的的業(yè)務(wù)處理，應(yīng)應(yīng)用不同的模模塊共享邏輯輯組件。因此此，內(nèi)部的和和外部的用戶戶都可以訪問問新的和現(xiàn)有有的應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)，通過現(xiàn)有有應(yīng)用系統(tǒng)中中的邏輯可以以擴(kuò)展出新的的應(yīng)用系統(tǒng)。B/S結(jié)構(gòu)即瀏瀏覽器和服務(wù)務(wù)器結(jié)構(gòu)。它它是隨著Innterneet技術(shù)的興興起，對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一一種變化或者者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)。在這種結(jié)結(jié)構(gòu)下，用戶戶工作界面是是通過wwww瀏覽器端實(shí)實(shí)現(xiàn)，極少不不煩事務(wù)邏輯輯在客戶端實(shí)實(shí)現(xiàn)，但是主主要事務(wù)邏輯輯在服務(wù)器端端實(shí)現(xiàn)，

21、形成成三層3-ttier結(jié)構(gòu)構(gòu)。這樣可以以大大簡(jiǎn)化客客戶端電腦載載荷，減輕系系統(tǒng)維護(hù)與升升級(jí)的成本和和工作量。2.2視頻監(jiān)控控系統(tǒng)的總體體設(shè)計(jì)方案智能家居監(jiān)控系系統(tǒng)主要由硬硬件和軟件兩兩部分組成。硬硬件部分是有有CMOS攝攝像頭和ARRM9開發(fā)板板；軟件部分分由系統(tǒng)軟件件（包括Boootloaader、嵌嵌入式Linnux操作系系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程程序）和應(yīng)用用軟件（包括括web服務(wù)務(wù)器、CGII程序、視頻頻采集等）。網(wǎng)線串口線本次設(shè)計(jì)有三個(gè)個(gè)部分組成，前前端是用于視視頻采集的CCMOS攝像像頭，中間部部分是移植了了嵌入式Liinux操作作系統(tǒng)的ARRM9開發(fā)板板，它的作用用是對(duì)采集來來的圖像進(jìn)行行處

22、理，并內(nèi)內(nèi)建嵌入式wweb服務(wù)器器和視頻流媒媒體服務(wù)器，從從而將視頻傳傳遞給遠(yuǎn)端用用戶。第三個(gè)個(gè)部分是監(jiān)控控端，由帶有有瀏覽器的PPC機(jī)組成，用用來瀏覽遠(yuǎn)端端的視頻，同同時(shí)也可以通通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)系系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行行控制。如圖圖2.1所示示。 網(wǎng)線串口線監(jiān)控端ARM9開發(fā)板CMOS攝像頭監(jiān)控端ARM9開發(fā)板CMOS攝像頭嵌入式Web服服務(wù)器器是指指將Web服服務(wù)器引入到到嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)中，在相應(yīng)應(yīng)的硬件平臺(tái)臺(tái)和軟件系統(tǒng)統(tǒng)的支持下，根根據(jù)應(yīng)用的需需要實(shí)現(xiàn)通用用的Web服服務(wù)器的全部部或者部分功功能。嵌入式式Web服務(wù)務(wù)器仍然以TTCP/IPP協(xié)議為底層層，在該Weeb中使用的的應(yīng)用層的通通信協(xié)議是HHTTP

23、協(xié)議議，通過HTTTP協(xié)議實(shí)實(shí)現(xiàn)客戶端（一一般為瀏覽器器）和嵌入式式Web服務(wù)務(wù)器的信息交交換4。 在嵌入入式領(lǐng)域，常常用的Webb服務(wù)器有tthttpdd和boa，bboa目前用用的最多。bboa是一個(gè)個(gè)非常小巧的的Web服務(wù)務(wù)器，可執(zhí)行行代碼只有約約60 KBB，占用系統(tǒng)統(tǒng)資源少，而而且速度快、安安全性好55。目前使使用的Linnux2.66內(nèi)核還沒有有包含boaa代碼，因此此需要移植到到本系統(tǒng)中。首首先從下載bboa源代碼碼(目前最新新版本boaa-0.944.13)，解解壓到Linnux系統(tǒng)目目錄下，用交交叉編譯器編編譯。這樣在在boa-00.94.113/srcc目錄下生成成boa應(yīng)

24、用用程序，把生生成的boaa應(yīng)用程序下下載到開發(fā)板板上Linuux系統(tǒng)中的的/bin目目錄下，讓bboa在系統(tǒng)統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)動(dòng)運(yùn)行，這樣樣在開發(fā)板上上就移植了bboa服務(wù)器器。第3章 監(jiān)控系系統(tǒng)硬件環(huán)境智能家居監(jiān)控系系統(tǒng)采用TQQ2440開開發(fā)板，是一一個(gè)有高性能能、高集成度度及強(qiáng)擴(kuò)展功功能的一體化化開發(fā)板。TTQ24400由底板和核核心板組成。核核心板采用的的是S3C22440嵌入入式處理器芯芯片1，是三三星公司研制制的一款處理理器。攝像頭頭采用的是oov96500圖像傳感器器2。3.1硬件平臺(tái)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)的硬件平平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖3.11所示。該設(shè)設(shè)計(jì)將硬件系系統(tǒng)分成兩部部分：核心板板和

25、外圍電路路。核心板主要要由S3C22440A微微處理器、664MB NNAND FFlash、664MB SSDRAM、晶晶振、3.33V轉(zhuǎn)1.333V電壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換芯片組成成。外圍電路路則主要為圖圖3.1核心心板以外的相相關(guān)模塊。ov9650ov9650攝像頭接口電路攝像頭接口電路LCD顯示模塊電源模塊移動(dòng)控制模塊ARM920T核心板電源模塊移動(dòng)控制模塊ARM920T核心板存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)模塊DM9000網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)接口USB從接口USB主接口DM9000網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)接口USB從接口USB主接口圖3.1 系統(tǒng)統(tǒng)硬件平臺(tái)結(jié)結(jié)構(gòu)圖主控制芯片本次設(shè)計(jì)采用SSamsunng公司生產(chǎn)產(chǎn)的S3C22440A微微處理

26、器作為為主控制芯片片。它是Saamsungg公司基于AARM9200T核，采用用0.13uumCMOSS工藝生產(chǎn)的的16/322位RISCC微處理器。是是一款專為手手持設(shè)備及低低功耗、小尺尺寸、高性能能微控制器解解決方案的微微處理器。內(nèi)內(nèi)部主要含以以下模塊：1.2V內(nèi)核，11.8V/22.5V/33.3V存儲(chǔ)儲(chǔ)器，3.33V擴(kuò)展I/O16kBB指令cache（IIchchee）/16kkB數(shù)據(jù)caache（DDchchee）外部存儲(chǔ)控制器器（SDRAAM控制盒片片選邏輯）集成LCD專用用DMA的LLCD控制器器（支持最大大4k色STTN256KKTFT）44路擁有外部部請(qǐng)求引腳的的DMA控制制

27、器3路URAT55）2路SPPIIIC總線接口口（多主支持持）IIS音頻編碼碼接口AC97編解碼碼器接口 1.0版SD主主接口，兼容容2.11版版MMC接口口2路USB主機(jī)機(jī)控制/1路路USB期間間控制（veer1.1）4路PWM定時(shí)時(shí)器/1路內(nèi)內(nèi)部定時(shí)器/看門狗定時(shí)時(shí)器8路10位ADDC和觸摸屏屏接口具有日歷功能的的RTC攝像頭接口130個(gè)通用II/O，244個(gè)外部中斷斷源電源控制：正常常，慢速，空空閑，睡眠模模式 帶PLLL片上時(shí)鐘鐘發(fā)生器Ov9650攝攝像頭s3c24400僅僅提供了了一個(gè)攝像接接口，因此要要實(shí)現(xiàn)其功能能，還需要攝攝像頭。在這這里，我們使使用OV96650。OVV9650

28、內(nèi)內(nèi)部有大量的的寄存器需要要配置，這就就需要另外的的數(shù)據(jù)接口。OOV96500的數(shù)據(jù)接口口稱為SCCCB（串行攝攝像控制總線線），它由兩兩條數(shù)據(jù)線組組成：一個(gè)是是用于傳輸時(shí)時(shí)鐘信號(hào)的SSIO_C，另另一個(gè)是用于于傳輸數(shù)據(jù)信信號(hào)的SIOO_D。SCCCB的傳輸輸協(xié)議與IIIC的極其相相似，只不過過IIC在每每傳輸完一個(gè)個(gè)字節(jié)后，接接收數(shù)據(jù)的一一方要發(fā)送一一位的確認(rèn)數(shù)數(shù)據(jù)，而SCCCB一次要要傳輸9位數(shù)數(shù)據(jù)，前8位位為有用數(shù)據(jù)據(jù)，而第9位位數(shù)據(jù)在寫周周期中是Doont-Carre位（即不不必關(guān)心位），在在讀周期中是是NA位。SSCCB定義義數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡幕締卧獮闉橄啵╬haase），即即一個(gè)相傳輸

29、輸一個(gè)字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)。SCCCB只包括三三種傳輸周期期，即3相寫寫傳輸周期（三三個(gè)相依次為為設(shè)備從地址址，內(nèi)存地址址，所寫數(shù)據(jù)據(jù)），2相寫寫傳輸周期（兩兩個(gè)相依次為為設(shè)備從地址址，內(nèi)存地址址）和2相讀讀傳輸周期（兩兩個(gè)相依次為為設(shè)備從地址址，所讀數(shù)據(jù)據(jù)）。當(dāng)需要要寫操作時(shí)，應(yīng)應(yīng)用3相寫傳傳輸周期，當(dāng)當(dāng)需要讀操作作時(shí)，依次應(yīng)應(yīng)用2相寫傳傳輸周期和22相讀傳輸周周期。因此SSCCB一次次只能讀或?qū)憣懸粋€(gè)字節(jié)。下下面我們就用用s3c24440的IIIC總線接口口分別與OVV9650的的SIO_CC和SIO_D相連接來來實(shí)現(xiàn)SCCCB的功能。硬件的連接第4章 嵌入式式環(huán)境的配置置4.1 嵌入式式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)

30、簡(jiǎn)介4.1.1 嵌嵌入式操作系系統(tǒng)的概念嵌入式系統(tǒng)（EEmbeddded syystem），是是一種“完全全嵌入受控器器件內(nèi)部，為為特定應(yīng)用而而設(shè)計(jì)的專用用 HYPERLINK t _blank 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，根根據(jù)英國電氣氣工程師協(xié)會(huì)會(huì)（ U.KK. Insstituttion oof Eleectriccal Enngineeer）的定義義，嵌入式系系統(tǒng)為控制、監(jiān)監(jiān)視或輔助設(shè)設(shè)備、機(jī)器或或用于工廠運(yùn)運(yùn)作的設(shè)備。與與 HYPERLINK t _blank 個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)這樣的通用用 HYPERLINK t _blank 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不不同，嵌入式式系統(tǒng)通常執(zhí)執(zhí)行的是帶有有特定要求的的預(yù)先定義的的

31、任務(wù)。由于于嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)只針對(duì)一項(xiàng)項(xiàng)特殊的任務(wù)務(wù)，設(shè)計(jì)人員員能夠?qū)λM(jìn)進(jìn)行優(yōu)化，減減小尺寸降低低成本。嵌入入式系統(tǒng)通常常進(jìn)行大量生生產(chǎn)，所以單單個(gè)的成本節(jié)節(jié)約，能夠隨隨著產(chǎn)量進(jìn)行行成百上千的的放大。嵌入式系統(tǒng)是用用來控制或者者 HYPERLINK t _blank 監(jiān)視機(jī)器、裝裝置、工廠等等大規(guī)模 HYPERLINK t _blank 設(shè)備備的系統(tǒng)。國國內(nèi)普遍認(rèn)同同的嵌入式系系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中中心，以 HYPERLINK t _blank 計(jì)算算機(jī)技術(shù)為基基礎(chǔ)，軟硬件件可裁剪，適適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)功能、可可靠性、成本本、體積、 HYPERLINK t _blank 功功耗等嚴(yán)格要要求的專用計(jì)

32、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通通常，嵌入式式系統(tǒng)是一個(gè)個(gè)控制程序存存儲(chǔ)在 HYPERLINK t _blank ROMM中的嵌入式式 HYPERLINK t _blank 處理器 HYPERLINK t _blank 控制板板。事實(shí)上，所所有帶有數(shù)字字接口的設(shè)備備，如手表、微微波爐、錄像像機(jī)、汽車等等，都使用嵌嵌入式系統(tǒng)，有有些嵌入式系系統(tǒng)還包含操操作系統(tǒng)，但但大多數(shù)嵌入入式系統(tǒng)都是是由單個(gè)程序序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)控控制邏輯。嵌入式系統(tǒng)的核核心是由一個(gè)個(gè)或幾個(gè)預(yù)先先編程好以用用來執(zhí)行少數(shù)數(shù)幾項(xiàng)任務(wù)的的 HYPERLINK t _blank 微處理器或者者 HYPERLINK t _blank 單片機(jī)組成。與與通用計(jì)算機(jī)

33、機(jī)能夠運(yùn)行用用戶選擇的軟軟件不同，嵌嵌入式系統(tǒng)上上的軟件通常常是暫時(shí)不變變的；所以經(jīng)經(jīng)常稱為“ HYPERLINK t _blank 固固件”。4.1.2 嵌嵌入式操作系系統(tǒng)的分類(1)VxWWorksVxWorkss操作系統(tǒng)是是美國WinndRiveer公司于11983年設(shè)設(shè)計(jì)開發(fā)的一一種實(shí)時(shí)操作作系統(tǒng)。VxxWorkss擁有良好的的持續(xù)發(fā)展能能力、高性能能的內(nèi)核以及及良好的用戶戶開發(fā)環(huán)境，在在實(shí)時(shí)操作系系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占占據(jù)一席之地地。它是目前嵌入式式系統(tǒng)領(lǐng)域中中使用最廣泛泛、市場(chǎng)占有有率最高的系系統(tǒng)。它支持持多種處理器器，如x866，i9600，SunSparcc，Motoo-rollaMC6

34、8xxxx，MIPSRX0000，PoweerPC，ARM，StronngARM等等。大多數(shù)的的VxWorksAAPI是專有有的。(2)QNXXQNX是一個(gè)實(shí)實(shí)時(shí)的、可擴(kuò)擴(kuò)充的操作系系統(tǒng)；它部分分遵循POSSIX相關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，如POOSIX.11b實(shí)時(shí)擴(kuò)展；它提供了一一個(gè)很小的微微內(nèi)核以及一一些可選的配配合進(jìn)程。其內(nèi)核僅提供44種服務(wù)：進(jìn)進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)進(jìn)程間通信、底底層網(wǎng)絡(luò)通信信和中斷處理理，其進(jìn)程在在獨(dú)立的地址址空間中運(yùn)行行。所有其他他操作系統(tǒng)服服務(wù)都實(shí)現(xiàn)為為協(xié)作的用戶戶進(jìn)程，因此此QNX內(nèi)核核非常小巧(QNX4x大約為112KB)，而而且運(yùn)行速度度極快。這個(gè)個(gè)靈活的結(jié)構(gòu)構(gòu)可以使用戶戶根據(jù)實(shí)際的

35、的需求，將系系統(tǒng)配置成微微小的嵌入式式操作系統(tǒng)或或包括幾百個(gè)個(gè)處理器的超超級(jí)虛擬機(jī)操操作系統(tǒng)。 (3)PaalmOS3Com公司司的PalmmOS在掌上上電腦和PDDA市場(chǎng)上占占有很大的市市場(chǎng)份額。它它有開放的操操作系統(tǒng)應(yīng)用用程序接口(API)，開開發(fā)商可以根根據(jù)需要自行行開發(fā)所需的的應(yīng)用程序。 (4)WiindowssCEMicrosooftWindoowsCE是從整整體上為有限限資源的平臺(tái)臺(tái)設(shè)計(jì)的多線線程、完整優(yōu)優(yōu)先權(quán)、多任任務(wù)的操作系系統(tǒng)。它的模模塊化設(shè)計(jì)允允許它對(duì)從掌掌上電腦到專專用的工業(yè)控控制器的用戶戶電子設(shè)備進(jìn)進(jìn)行定制。操操作系統(tǒng)的基基本內(nèi)核至少少需要2000KB的ROOM。(5)

36、LyynxOSLynxReal-timeSysteems的LyynxOS是是一個(gè)分布式式、嵌入式、可可規(guī)模擴(kuò)展的的實(shí)時(shí)操作系系統(tǒng),它遵循循POSIXX.1a，PPOSIX.1b和POOSIX.11c標(biāo)準(zhǔn)。LynxOOS支持線程程概念，提供供256個(gè)全全局用戶線程程優(yōu)先級(jí)；提提供一些傳統(tǒng)統(tǒng)的、非實(shí)時(shí)時(shí)系統(tǒng)的服務(wù)務(wù)特征，包括括基于調(diào)用需需求的虛擬內(nèi)內(nèi)存，一個(gè)基于MMotif的的用戶圖形界界面，與工業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容的的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以以及應(yīng)用開發(fā)發(fā)工具。Motif是開放軟件件基金（OSSF）于19989年推出出的一個(gè)圖形形用戶界面系系統(tǒng)。(6)嵌入式式Linuxx隨著Linuxx的迅速發(fā)展展，嵌入式LLinu

37、x現(xiàn)現(xiàn)在已經(jīng)有許許多的版本，包包括強(qiáng)實(shí)時(shí)的的嵌入式Liinux(如如新墨西哥工工學(xué)院的RTT-Linuux和堪薩斯斯大學(xué)的KUURT-Liinux)和和一般的嵌入入式Linuux版本(如uuClinuux和PoccketLinuxx等)。其中，RT-LLinux通通過把通常的的Linuxx任務(wù)優(yōu)先級(jí)級(jí)設(shè)為最低，而而所有的實(shí)時(shí)時(shí)任務(wù)的優(yōu)先先級(jí)都高于它它，以達(dá)到既既兼容通常的的Linuxx任務(wù)又保證證強(qiáng)實(shí)時(shí)性能能的目的。由于嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)越來越追求求數(shù)字化、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化和智能能化，因此原原來在某些設(shè)設(shè)備或領(lǐng)域中中占主導(dǎo)地位位的軟件系統(tǒng)統(tǒng)越來越難以以為繼，因?yàn)闉橐_(dá)到上述述要求，整個(gè)個(gè)系統(tǒng)必須是是開放的、

38、提提供標(biāo)準(zhǔn)的AAPI，并且且能夠方便地地與眾多第三三方的軟硬件件溝通。(7)uC/OSuC/OS是源源碼公開的實(shí)實(shí)時(shí)嵌入式操操作系統(tǒng)。4.1.3 嵌嵌入式Linnux的簡(jiǎn)介介L(zhǎng)inux是11991年由由芬蘭人Liinus TTorvallds發(fā)明的的，一套免費(fèi)費(fèi)使用和自由由傳播的類UUnix操作作系統(tǒng)，是個(gè)個(gè)基于POSSIX和UNIX的多多用戶、多任任務(wù)、支持多多線程和多CCPU的 操操作系統(tǒng)：LLinux不不僅支持x886芯片，它它可以支持220-30中中CPU；Linuxx是開放源代代碼的，不存存在黑箱技術(shù)術(shù)，遍布全球球的眾多愛好好者都是Liinux開發(fā)發(fā)者的強(qiáng)大技技術(shù)支持者，Linux的

39、源代碼隨處可得，注釋豐富，文檔齊全，易于解決各種問題；Linux在內(nèi)核結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中考慮適應(yīng)系統(tǒng)的可裁剪性的要求。Linux主要要特點(diǎn)如下：Linux是開開放源碼的，不不存在黑箱技技術(shù)，遍布全全球的眾多LLinux愛愛好者又是LLinux開開發(fā)的強(qiáng)大技技術(shù)后盾。Linux的內(nèi)內(nèi)核小、功能能強(qiáng)大、運(yùn)行行穩(wěn)定、系統(tǒng)統(tǒng)健壯、效率率高。Linux易于于定制裁剪，在在價(jià)格上極具具競(jìng)爭(zhēng)力。Linux不僅僅支持x866CPU，還還可以支持其其他數(shù)十種CCPU芯片。有大量的且不斷斷增加的開發(fā)發(fā)工具，這些些工具為嵌入入式系統(tǒng)的開開發(fā)提供了良良好的開發(fā)環(huán)環(huán)境。Linux沿用用了Unixx的發(fā)展方式式，遵循國際際標(biāo)準(zhǔn)

40、，可以以方便地獲得得眾多第三方方軟硬件廠商商的支持。Linux內(nèi)核核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方面是非非常完整的，它它提供了對(duì)十十兆/百兆/千兆以太網(wǎng)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、令牌網(wǎng)、光光纖網(wǎng)、衛(wèi)星星網(wǎng)等多種聯(lián)聯(lián)網(wǎng)方式的全全面支持。在圖像處理、文文件管理及多多任務(wù)支持等等諸多方面，LLinux的的表現(xiàn)也都非非常出色，不不僅可以充當(dāng)當(dāng)嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)臺(tái)，本身也是是嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的的好工具。綜上所述，正是是由于嵌入式式Linuxx具有源碼開開放、移植簡(jiǎn)簡(jiǎn)易、資源內(nèi)內(nèi)容豐富、免免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，使使它在嵌入式式控制領(lǐng)域越越來越流行。更更重要的是，由由于嵌入式LLinux與與PC機(jī)的Linuux源于同一一套內(nèi)核代碼碼

41、。只是裁剪剪的程度不同同，這使得很很多為PC機(jī)的開發(fā)發(fā)的軟件經(jīng)過過了再次的編編譯后，也可可以直接在嵌嵌入式控制設(shè)設(shè)備上工作，這這使得它的軟軟件資源極大大的豐富。4.2 t服務(wù)務(wù)器配置嵌入式系統(tǒng)開發(fā)發(fā)多采用交叉叉開發(fā)模式，其其中產(chǎn)生嵌入入式軟件的平平臺(tái)稱為宿主主機(jī)，通常為為PC電腦，運(yùn)運(yùn)行嵌入式軟軟件的平臺(tái)稱稱為目標(biāo)機(jī)。宿宿主機(jī)一般通通過網(wǎng)絡(luò)，UUSB，JTAG等方方式將軟件下下載到目標(biāo)機(jī)機(jī)。4.2.1 ttftp服務(wù)務(wù)器的配置T Prottocol,簡(jiǎn)單文件傳傳輸協(xié)議)是是TCP/IIP協(xié)議族中中的用來在客客戶機(jī)與服務(wù)務(wù)器之間進(jìn)行行簡(jiǎn)單文件傳傳輸?shù)膮f(xié)議，提提供不復(fù)雜、開開銷不大的文文件傳輸服務(wù)

42、務(wù)。 TFTPP這種簡(jiǎn)單的的基于UDPP的文件傳輸輸協(xié)議，通常常只能用于小小文件的傳輸輸。并且它不不具備通常的的FTP的許多多功能，它只只能從文件服服務(wù)器上獲得得或?qū)懭胛募荒芰谐龀瞿夸?，也不不能進(jìn)行認(rèn)證證。在嵌入式開發(fā)中中，tftpp服務(wù)常用于于通過從PCC機(jī)服務(wù)端的的tftp目錄錄中下載鏡像像文件到目標(biāo)標(biāo)開發(fā)板中，以以待燒寫或運(yùn)運(yùn)行。使用這這種方式下載載文件，操作作方便、并且且速度也挺快快。4.2.2 NNFS服務(wù)器器配置NFS（網(wǎng)絡(luò)文文件系統(tǒng)）為為兩臺(tái)Linnux主機(jī)之之間的通訊提提供了類似于于Windoows上共享享目錄一樣的的服務(wù)，在嵌嵌入式Linnux開發(fā)中中，Linuux目標(biāo)

43、機(jī)經(jīng)經(jīng)常通過NFFS方式訪問問Linuxx宿主機(jī)上的的文件，為了了實(shí)現(xiàn)這種訪訪問，首先需需要在Linnux搭建NFS服務(wù)器器。配置NFS服務(wù)務(wù)器：vi /eetc/exxportss，在打開的的文件中添加加如下一行：/home/SS5-driiver/llessonn8/roootfs *(rw,ssync,nno_rooot_squuash)。此配置是為了讓讓目標(biāo)板在完完成掛載，進(jìn)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試試。下面是對(duì)對(duì)這一行代碼碼的解釋。/home/SS5-driiver/llessonn8/roootfs:共共享的目錄*：允許訪問共共享目錄的主主機(jī)IP(rw,synnc,no_root_squassh

44、)：訪問問權(quán)限4.3 安裝交交叉編譯器交叉編譯，簡(jiǎn)單單地說，就是是在一個(gè)平臺(tái)臺(tái)上生成另一一個(gè)平臺(tái)上的的可執(zhí)行代碼碼。同一個(gè)體體系結(jié)構(gòu)可以以運(yùn)行不同的的操作系統(tǒng)；同樣，同一一個(gè)操作系統(tǒng)統(tǒng)也可以在不不同的體系結(jié)結(jié)構(gòu)上運(yùn)行。舉舉例來說，我我們常說的xx86 Liinux平臺(tái)臺(tái)實(shí)際上是IIntel x86體系系結(jié)構(gòu)和Liinux ffor x886操作系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)稱；而而x86 WWinNT平平臺(tái)實(shí)際上是是Intell x86體體系結(jié)構(gòu)和WWindowws NT for xx86操作系系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。交叉編譯出來的的程序，所要要運(yùn)行的目標(biāo)標(biāo)環(huán)境中，各各種資源，都都相對(duì)有限，所所以很難進(jìn)行行直接的本地地編譯最

45、常見見的情況是：在進(jìn)行嵌入式開開發(fā)時(shí)，目標(biāo)標(biāo)平臺(tái)，即嵌嵌入式開發(fā)板板，比如是最最大主頻2000MHz的的ARM的CCPU，加上上32M的RRAM，加上上1G的Naand Fllash等等等。在如此相對(duì)比較較緊張的硬件件資源的前提提下，在已經(jīng)經(jīng)運(yùn)行了嵌入入式Linuux的前提下下，是沒法很很方便的，直直接在嵌入式式Linuxx下，去本地地編譯，去在在ARM的CCPU下，編編譯出來，供供ARM的CCPU可以運(yùn)運(yùn)行的程序的的。因?yàn)榫幾g，開發(fā)發(fā)，都需要相相對(duì)比較多的的CPU，內(nèi)內(nèi)存，硬盤等等資源，而嵌嵌入式開發(fā)上上的那點(diǎn)資源源，只夠嵌入入式（Linnux）系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行的，沒沒太多剩余的的資源，供你你本地

46、編譯。本設(shè)計(jì)采用的SS3C24440是ARMM體系的架構(gòu)構(gòu)，而Linnux屬于XX86的架構(gòu)構(gòu)，因此，需需要用交叉編編譯器將程序序進(jìn)行編譯，移移植到ARMM9上才能正正常運(yùn)行。第5章 監(jiān)控系系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)5.1 Boootloadder的移植植Bootloaader簡(jiǎn)介介Bootloaader是嚴(yán)嚴(yán)重依賴于硬硬件而實(shí)現(xiàn)的的，特別是在在嵌入式世界界。因此，在在嵌入式世界界里建立一個(gè)個(gè)通用的Boootloaader幾乎乎是不可能的的。盡管如此此，我們?nèi)钥煽梢詫?duì)Boootloadder歸納出出一些通用的的概念，以指指導(dǎo)用戶特定定的Boottloadeer設(shè)計(jì)與實(shí)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單地說，Boootloaader就

47、是是在操作系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之之前的一段小小程序，通過過這段小程序序，我們可以以初始化硬件件設(shè)備、建立立內(nèi)存空間映映射圖，從而而將系統(tǒng)的軟軟硬件環(huán)境帶帶到一個(gè)合適適狀態(tài)，以便便為最終調(diào)用用操作系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)核準(zhǔn)備好正正確的環(huán)境。在在嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)中，通常并并沒有像BIIOS那樣的的固件程序，因因此整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的家在啟動(dòng)動(dòng)任務(wù)就完全全由Boottloadeer來完成。在專用的嵌入式式板子運(yùn)行GGNU/Liinux系統(tǒng)統(tǒng)已經(jīng)變得越越來越流行。一一個(gè)嵌入式LLinux系系統(tǒng)從軟件的的角度看通常?？梢苑譃樗乃膫€(gè)層次：Bootloaader用來來加載內(nèi)核。Kernel為為特定嵌入式式開發(fā)板的定定制內(nèi)核以及及控制內(nèi)核引

48、引導(dǎo)系統(tǒng)的參參數(shù)。rootfs包包括根文件系系統(tǒng)和建立于于Flashh內(nèi)存設(shè)備上上的文件系統(tǒng)統(tǒng)。文件系統(tǒng)統(tǒng)提供管理的的各種配置文文件以及系統(tǒng)統(tǒng)執(zhí)行用戶應(yīng)應(yīng)用程序的運(yùn)運(yùn)算環(huán)境。user特定于于用戶的應(yīng)用用程序。有時(shí)時(shí)在用戶應(yīng)用用程序和內(nèi)核核層之間可能能還會(huì)包括一一個(gè)嵌入式圖圖形用戶界面面。常見Bootlloaderr介紹Bootloaader的編編寫依賴于硬硬件。每種不不同體系結(jié)構(gòu)構(gòu)的處理器都都有不同的BBootlooader。不不過Boottloadeer的發(fā)展也也趨于支持多多種體系結(jié)構(gòu)構(gòu)，比如U-boot從從最初的只支支持PoweerPC，到到目前同時(shí)支支持PoweerPC、AARM、MII

49、PS、X886等多種體體系結(jié)構(gòu)。除除了依賴于處處理器的體系系結(jié)構(gòu)外，BBootlooader實(shí)實(shí)際上也依賴賴于具體的嵌嵌入式板級(jí)設(shè)設(shè)備的配置，也也就是說，對(duì)對(duì)于兩塊不同同的嵌入式板板而言，即使使它們是基于于同一種處理理器而構(gòu)建的的，要想讓運(yùn)運(yùn)行在一塊板板子上的Boootloaader程序序也能運(yùn)行在在另一塊板子子上，通常也也都需要對(duì)BBootlooader進(jìn)進(jìn)行移植工作作。下面是對(duì)對(duì)常見Boootloadder的簡(jiǎn)介介。U-boot這是現(xiàn)在使用最最多的boootloadder之一，是是sourcceforgge上的一個(gè)個(gè)開源項(xiàng)目。支支持ARM，MMIPS，PPowerPPC，x866等處理器，

50、同同時(shí)支持liinux，VVxWorkks,NettBSD,QNX等操操作系統(tǒng)。PPCBoott這是德國DENNX小組開發(fā)發(fā)的用于多種種嵌入式CPPU的Bootlloaderr引導(dǎo)程序。目目前支持ARRM，MIPPS，PowwerPC等等處理器。RedBoottRedhat公公司隨ECOOS發(fā)布的一一個(gè)開源項(xiàng)目目?？梢酝ㄟ^過串口和以太太網(wǎng)口與GDDB進(jìn)行通信信和調(diào)試應(yīng)用用程序。ARMBoott這也是sourrceforrge上的一一個(gè)開源項(xiàng)目目，設(shè)計(jì)只針針對(duì)ARM的處理理器結(jié)構(gòu)，所所以在ARMM內(nèi)核的平臺(tái)臺(tái)上移植比較較方便。BlobBlob(Booot Looader Objecct)是由JJ

51、an-Deerk Baakker and EErik MMouw發(fā)布布的，是專門門為StroongARMM 構(gòu)架下的的LART設(shè)設(shè)計(jì)的Booot Loaader。Blob支持SSA11000的LARTT主板，但用用戶也可以自自行修改移植植。Blob也提供供兩種工作模模式，在啟動(dòng)動(dòng)時(shí)處于正常常的啟動(dòng)加載載模式，但是是它會(huì)延時(shí) 10 秒等等待終端用戶戶按下任意鍵鍵而將 Bllob 切換換到下載模式式。如果在 10 秒內(nèi)內(nèi)沒有用戶按按鍵，則 BBlob 繼繼續(xù)啟動(dòng) LLinux內(nèi)內(nèi)核。Vivi韓國mizi公公司開發(fā)的bbootlooader，適用于ARRM9的處理理器。U-boot分分析u-boot

52、是是一個(gè)開源項(xiàng)項(xiàng)目，全稱UUniverrsal BBoot LLoaderr，從FADSSROM、88xxROMM、PPCBBOOT逐步步發(fā)展演化而而來。U-bboot除了了支持PowwerPC系系列的處理器器外，還能支支持MIPSS、X86、AARM、NIIOS、XSScale等等諸多常用系系列的處理器器。這兩個(gè)特特點(diǎn)正是u-boot項(xiàng)項(xiàng)目的開發(fā)目目標(biāo)，即支持持盡可能多的的嵌入式處理理器和嵌入式式操作系統(tǒng)。U-boot的的目錄結(jié)構(gòu)u-boot源源碼目錄、編編譯形式與LLinux內(nèi)內(nèi)核很相似。不不少u-booot源碼就就是相應(yīng)的LLinux內(nèi)內(nèi)核源程序的的簡(jiǎn)化，特別別是一些設(shè)備備的驅(qū)動(dòng)程序序。

53、下面是uu-boott的目錄結(jié)構(gòu)構(gòu)：* boardd HYPERLINK t _blank 目標(biāo)板相關(guān)文文件，主要包包含SDRAAM、FLAASH驅(qū)動(dòng)；* commoon 獨(dú)立于于處理器體系系結(jié)構(gòu)的通用用代碼，如內(nèi)內(nèi)存大小探測(cè)測(cè)與故障檢測(cè)測(cè)；* cpu 與與處理器相關(guān)關(guān)的文件。如如mpc8xxx子目錄下下含串口、網(wǎng)網(wǎng)口、LCDD驅(qū)動(dòng)及中斷斷初始化等文文件；* driveer 通用 HYPERLINK t _blank 設(shè)備驅(qū)驅(qū)動(dòng)，如CFI FLASHH驅(qū)動(dòng)(目前前對(duì)INTEEL FLAASH支持較較好)* doc UU-Boott的說明文檔檔；* exampples可在在U-Booot下運(yùn)行的

54、的示例程序；如helllo_worrld.c,timerr.c；* incluude U-Boot頭頭文件；尤其其confiigs子目錄錄下與 HYPERLINK t _blank 目標(biāo)板板相關(guān)的配置置頭文件是移移植過程中經(jīng)經(jīng)常要修改的的文件；* lib_xxxx 處理理器體系相關(guān)關(guān)的文件，如如lib_pppc, llib_arrm目錄分別別包含與PoowerPCC、ARM體體系結(jié)構(gòu)相關(guān)關(guān)的文件；* net 與與網(wǎng)絡(luò)功能相相關(guān)的 HYPERLINK t _blank 文件目目錄，如boottp,nfss,tftpp；* post HYPERLINK t _blank 上上電自檢文件件目錄。尚有

55、有待于進(jìn)一步步完善；* rtc RRTC HYPERLINK t _blank 驅(qū)動(dòng)程程序；* toolss 用于創(chuàng)建建U-Booot S-RRECORDD和BIN HYPERLINK t _blank 鏡像文文件的工具；5.2 內(nèi)核的的移植Linux是一一個(gè)具有完整整功能的Unnix操作系系統(tǒng)，并試圖圖把Unixx各版本的優(yōu)優(yōu)勢(shì)于一身。 Linux操作作系統(tǒng)主要由由進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)內(nèi)存管理、虛虛擬文件系統(tǒng)統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口口、進(jìn)程間通通信等幾個(gè)部部分組成。運(yùn)行命令：maake meenuconnfig，出出現(xiàn)如下界面面： 按照自己己板子的具體體情況進(jìn)行相相關(guān)配置。配置完后運(yùn)行mmake進(jìn)行行編譯，編譯

56、譯完后生成zzImagee。5.3 根文件件系統(tǒng)制作簡(jiǎn)單來說，根文文件系統(tǒng)就是是一種目錄結(jié)結(jié)構(gòu)。根文件件系統(tǒng)和普通通的文件系統(tǒng)統(tǒng)的區(qū)別在于于：根文件系系統(tǒng)要包括LLinux啟啟動(dòng)時(shí)所必須須的目錄和關(guān)關(guān)鍵性的文件件。Linux支持持多種文件系系統(tǒng)類型，在在嵌入式上常常用的有：RROMFS、JJFFS2、NNFS、CRRAMFS、YYAFFS、UUBIFS等等。Linuux引入了虛虛擬文件系統(tǒng)統(tǒng)VFS(VVirtuaal )，為為各類文件系系統(tǒng)提供一個(gè)個(gè)統(tǒng)一的操作作界面和應(yīng)用用編程接口在在Linuxx系統(tǒng)中是通通過mounnt命令來掛掛載不同的文文件系統(tǒng)。使用NFS掛載載根文件系統(tǒng)統(tǒng)在開發(fā)板的串口

57、口控制臺(tái)輸入入如下命令：setennv boootargss noinnitrd consoole=tttySAC00,1152200 innit=/llinuxrrc rooot=/deev/nfss rw nnfsrooot=19288:/homme/S5-driveer/lessson8/rootffs ip=192.1168.1.6:19288::2555.2555.255.0:etth0:offf下面是對(duì)上面代代碼的解釋。initrd, noinnitrd當(dāng)你沒有使用rramdissk啟動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)的時(shí)候，你你需要使用nno

58、inittrd這個(gè)參參數(shù)，但是如如果使用了的的話，就需要要指定iniitrd=rr_addrr,sizee, r_aaddr表示示initrrd在內(nèi)存中中的位置，ssize表示示initrrd的大小。（2） connsole:consolee=tty使用虛擬串串口終端設(shè)備備。consolee=ttySS,opttions使用特定的的串口，opptionss可以是這樣樣的形式bbbbbpnxx，這里bbbbb是指串口口的波特率，p是奇偶位（從來沒有看過使用過），n是指的bits。根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境境，有時(shí)用tttyS，有時(shí)時(shí)用ttySSAC，網(wǎng)上上有人說，這這是跟內(nèi)核的的版本有關(guān)，2.4用ttyS，

59、2.6用ttySAC，但實(shí)際情況是官方文檔中也是使用ttyS，所以應(yīng)該是跟內(nèi)核版本沒有關(guān)聯(lián)的?？梢圆榭碊ocumentation/serial-console.txt找到相關(guān)描述。（3） iniitinit指定的的是內(nèi)核啟起起來后，進(jìn)入入系統(tǒng)中運(yùn)行行的第一個(gè)腳腳本，一般iinit=/linuxxrc,或者initt=/etcc/preiinit，ppreiniit的內(nèi)容一一般是創(chuàng)建cconsolle,nulll設(shè)備節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，運(yùn)行innit程序，掛掛載一些文件件系統(tǒng)等等操操作。請(qǐng)注意意，很多初學(xué)學(xué)者以為innit=/llinuxrrc是固定寫寫法，其實(shí)不不然，/liinuxrcc指的是/目錄下面的

60、的linuxxrc腳本，一一般是一個(gè)連連接罷了。如如果內(nèi)核找不不到linuurc文件，將將會(huì)依次搜索索/sbinn/initt,/etcc/initt,/binn/initt,/binn/sh。（4） rooot:用來指定roootfs的位位置，常見的情況況有:root=/dev/ram rrw rroot=/dev/rram0 rrw。掛載成功會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)如圖所示現(xiàn)現(xiàn)象。5.4 boaa服務(wù)器的移移植boa服務(wù)器是是一個(gè)小巧高高效的webb服務(wù)器，是是一個(gè)運(yùn)行于于unix或或linuxx下的，支持持CGI的、適適合于嵌入式式系統(tǒng)的單任任務(wù)的htttp服務(wù)器，源源代碼開放、性性能高。boa是一種非