基于嵌入式智能家居远程控制器设计答辩PPT
合集下载
基于嵌入式的智能家居系统ppt课件
• 三、网络家电
网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网 络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络，同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。
• 四、信息家电
是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器，信息家电包括PC、机顶盒、 HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、WEBTV、INTERNET电话等等，所有能够通过网 络系统交互信息的家电产品，都可以称之为信息家电。音频、视频和通信设备是信息家电的主要组成部 分。
12
系统连接实物图
GPRS模块图片 ZigBee节点图片 13
系统特色及优势
• 嵌入式系统体积小、功耗低、专用性强。 • 软件一般固化在芯片上开发。 • 嵌入式系统市场分散，并没有哪一家公司垄断它的市场。 • 嵌入式系统软硬件结合紧密各模块之间的耦合度比较强。 • 嵌入式系统开发需要有专门的开发工具和开发环境，相对
机
信网络
GPRS 模块
ARM
键
控制器
盘
ZigBee节点ห้องสมุดไป่ตู้
ZigBee模块
家庭内部 无线网络
ZigBee节点
ZigBee节点
灯光控制 家电开关
温度传感器
安防报警
8
软件结构
• 系统的软件是建立在硬件的基础上的，良好的软件设计是 实现系统功能的重要环节，也是提高系统性能的关键所在 。软件设计的首要任务按照功能和结构把软件分成独立的 模块，分别加以实现，最后通过接口函数把各部分连接起 来。
• 系统调试的平台环境主要分为硬件平台环境和软件平台环 境两部分，硬件调试平台主要包括：万用表、稳压电源， PC机、串口转换接头、ARMJTAG硬件仿真头，CC2430仿真 调试器SmartRF04EB。其主要功能是提供整个家居控制系 统运行和测试的硬件环境，包括家庭内部网无线数据的传 输以及对各个硬件功能模块输出信号的测试等。
网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网 络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络，同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。
• 四、信息家电
是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器，信息家电包括PC、机顶盒、 HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、WEBTV、INTERNET电话等等，所有能够通过网 络系统交互信息的家电产品，都可以称之为信息家电。音频、视频和通信设备是信息家电的主要组成部 分。
12
系统连接实物图
GPRS模块图片 ZigBee节点图片 13
系统特色及优势
• 嵌入式系统体积小、功耗低、专用性强。 • 软件一般固化在芯片上开发。 • 嵌入式系统市场分散，并没有哪一家公司垄断它的市场。 • 嵌入式系统软硬件结合紧密各模块之间的耦合度比较强。 • 嵌入式系统开发需要有专门的开发工具和开发环境，相对
机
信网络
GPRS 模块
ARM
键
控制器
盘
ZigBee节点ห้องสมุดไป่ตู้
ZigBee模块
家庭内部 无线网络
ZigBee节点
ZigBee节点
灯光控制 家电开关
温度传感器
安防报警
8
软件结构
• 系统的软件是建立在硬件的基础上的，良好的软件设计是 实现系统功能的重要环节，也是提高系统性能的关键所在 。软件设计的首要任务按照功能和结构把软件分成独立的 模块，分别加以实现，最后通过接口函数把各部分连接起 来。
• 系统调试的平台环境主要分为硬件平台环境和软件平台环 境两部分，硬件调试平台主要包括：万用表、稳压电源， PC机、串口转换接头、ARMJTAG硬件仿真头，CC2430仿真 调试器SmartRF04EB。其主要功能是提供整个家居控制系 统运行和测试的硬件环境，包括家庭内部网无线数据的传 输以及对各个硬件功能模块输出信号的测试等。
嵌入式智能家居-项目分析(内部资料)ppt课件
2002年～2003年—实验年：
部分高档和中档的住宅小区和私人住宅，实现一般意义上的智能化 ；
国外的系统和产品也将在这一年开始以较大的规模进入中国市场 ；
陆续出台关于智能家庭网络系统的各种标准
根据这些标准陆续研发 系列产品并投入市场。
2003年～2004年—推广年
我国自行研制的系统已经较为成熟，并有能力与国外的系统和产品相抗衡 ；
2
可编辑课件PPT
智能家居有哪些称法？
智能家居最常见的称法还包括智能住宅，在英文中常用 Smart Home。与智能家居的含义近似的还有家庭自动 化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、 数字家园（Digital family）、家 庭网络（(Home networking）、网络家居（Network Home）,智能家庭/建筑（Inte1ligent home/building）、在香港、台湾等地区还有数码家庭、 数码家居等称法。
❖BC U
❖报 警 器
❖电 源
❖BC
❖BC
❖BC
❖BC
U
U
U
U
26
可编辑课件PPT
❖总 线
功能分析
典型的智能家居系统应具有息采集，开关门报警等如门磁、 紧急按钮、红外探测、煤气探测、火警探测等，并完成与住宅小区 物业管理和110报警的联网。
具有功能完善的三表（水、电、煤气）远程传送收费系统 ；
新建的住宅和小区大部分配备一定的智能化设施和设备 ；
2005年～2007年—普及年：
整个市场将是以我国自行研究和开发的系统和产品为主 ；
真正7 智能家庭网络的大市场
开始形成 可编辑课件PPT
基于嵌入式系统的远程监控系统的设计答辩
第一章 绪论
1.1开发背景与意义 （1）随着现代计算机技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用，从PC时
代过渡到了以个人数字助理、手持个人电脑和信息家电为代表的3C （计算机、通信、消费电子）一体的后PC时代。在后PC时代里，嵌入 式系统扮演了越来越重要的角色，被广泛应用于信息电器、移动计算机 设备、网络设备和工控仿真等领域。嵌入式系统的开发也成为近年IT行 业的技术热点。完成简单功能的嵌入式系统一般不需要操作系统，但是 随着所谓后PC时代的来临，嵌入式系统设计日趋复杂，嵌入式操作系 统就必不可少了。 （2）现代的大规模LED 显示屏电源是一多路大功耗电源，由于有的户外 显示屏安装的比较远，在远程监控方面显得较为麻烦，也十分不便。因 此开发一套远程电源控制系统尤为显得重要，而且现在Internet网络大 范围内普及的情况下，在任何放置显示屏的地方就可以通过Internet的 资源来开发应用程序来实现电源的控制和监测。
1.2课题的实现
此课题是基于嵌入式系统的远程监控系统的设计方案。 网络被称为第二次信息技术革命，网络互联成为必然趋势。嵌入
式TCP/IP己经成为网络应用的热点，通过Internet使所有连接网 络的设备彼此互通互联，从计算机、PDA、通讯设备到仪器仪表、 工作设备等。这样就使电子设备具有了智能化。随着各种功能强 大的微处理器的推出，嵌入式系统也处在前所未有的发展时期， 将嵌入式系统和网络结合是必然发展趋势。 利用嵌入式实时操作系统μC/OS-II对系统进行多任务处理，提高 系统的实时性能。S3C44B0X连接10M以太网卡RTL8019AS，提供 网络功能的硬件接口;μC/OS-II移植到S3C44B0X上，提供操作系 统的支持，方便了应用程序的开发和对整个系统的管理;嵌入式 TCP/IP协议栈LwIP移植到μC/OS-II平台上，实现对网络数据的软 件处理，从而为嵌入式系统提供网络通信功能;远程PC机客户端登 录到嵌入式系统服务器上，通过以太网实现两端数据的实时交互。
1.1开发背景与意义 （1）随着现代计算机技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用，从PC时
代过渡到了以个人数字助理、手持个人电脑和信息家电为代表的3C （计算机、通信、消费电子）一体的后PC时代。在后PC时代里，嵌入 式系统扮演了越来越重要的角色，被广泛应用于信息电器、移动计算机 设备、网络设备和工控仿真等领域。嵌入式系统的开发也成为近年IT行 业的技术热点。完成简单功能的嵌入式系统一般不需要操作系统，但是 随着所谓后PC时代的来临，嵌入式系统设计日趋复杂，嵌入式操作系 统就必不可少了。 （2）现代的大规模LED 显示屏电源是一多路大功耗电源，由于有的户外 显示屏安装的比较远，在远程监控方面显得较为麻烦，也十分不便。因 此开发一套远程电源控制系统尤为显得重要，而且现在Internet网络大 范围内普及的情况下，在任何放置显示屏的地方就可以通过Internet的 资源来开发应用程序来实现电源的控制和监测。
1.2课题的实现
此课题是基于嵌入式系统的远程监控系统的设计方案。 网络被称为第二次信息技术革命，网络互联成为必然趋势。嵌入
式TCP/IP己经成为网络应用的热点，通过Internet使所有连接网 络的设备彼此互通互联，从计算机、PDA、通讯设备到仪器仪表、 工作设备等。这样就使电子设备具有了智能化。随着各种功能强 大的微处理器的推出，嵌入式系统也处在前所未有的发展时期， 将嵌入式系统和网络结合是必然发展趋势。 利用嵌入式实时操作系统μC/OS-II对系统进行多任务处理，提高 系统的实时性能。S3C44B0X连接10M以太网卡RTL8019AS，提供 网络功能的硬件接口;μC/OS-II移植到S3C44B0X上，提供操作系 统的支持，方便了应用程序的开发和对整个系统的管理;嵌入式 TCP/IP协议栈LwIP移植到μC/OS-II平台上，实现对网络数据的软 件处理，从而为嵌入式系统提供网络通信功能;远程PC机客户端登 录到嵌入式系统服务器上，通过以太网实现两端数据的实时交互。
基于嵌入式系统的智能家居控制器设计
基于嵌入式系统的智能家居控制器设计智能家居是随着科技发展而出现的一种创新产物，它让家庭更加舒适、便捷，能够满足人们对生活质量的不断追求。
智能家居控制器是实现智能家居的关键设备之一，可以实现对家居设备的智能控制和管理。
本篇文章将从嵌入式系统的角度，探讨智能家居控制器的设计。
一、智能家居控制器的需求分析对于智能家居控制器的需求有以下几点：1. 可靠性：因为是家居设备的控制器，所以一旦出现问题可能会影响整个家庭的生活，所以需要控制器具有较高的可靠性。
2. 稳定性：控制器需要能够长期运行，稳定性是确保长期运行的基础。
3. 互联能力：控制器需要具有连接网络和其他设备的能力，可以实现远程控制和配对使用。
4. 安全性：因为涉及到个人隐私和家庭安全问题，所以控制器需要具有安全保障措施。
5. 灵活性：需要根据用户的需求，灵活配置控制器的功能和场景。
二、嵌入式系统的优势嵌入式系统是指嵌入到其他设备中并实现特定功能的计算机系统。
它与通用计算机系统不同，嵌入式系统的硬件和软件资源是有限的。
但是，嵌入式系统具有以下优势：1. 体积小：嵌入式系统是一种小型化的计算机系统，可以嵌入到其他设备中，避免了设备庞大笨重的问题。
2. 能耗低：嵌入式系统资源有限，对能源的消耗相对较低。
3. 成本低：嵌入式系统的硬件和软件资源相对较少，相对成本也较低。
4. 可靠性高：由于嵌入式系统的功能单一，设计相对简单，对嵌入式系统进行测试和调试后，具有较高的可靠性。
5. 稳定性高：嵌入式系统常用于长时间运行的设备中，所以需要具有稳定性。
三、基于嵌入式系统的智能家居控制器设计基于上述需求分析和嵌入式系统的优势，可以进行嵌入式智能家居控制器的设计，设计大致流程如下：1. 硬件设计：选择合适的硬件平台（如树莓派）作为控制器的基础，并根据控制器的功能需求，设计硬件电路和连接，包括传感器和执行机构的连接。
2. 软件设计：以所选的硬件平台为基础，结合所需功能，设计控制器的软件。
智能家居ppt答辩报告
光敏传感
报警电路
RS-232
PC界面 （FLASH）
2019/11/19
下位机 图4-1
上位机
智能家具总体设计方案
温度采集模块
• 采用DS18B20温度传感器
光敏传感模块
• 采用一个精密可调电阻一个光敏电阻串联还有LM358
显示模块
• 采用标准的16脚接口LCD1602
串口通信模块
• 采用RS-232-C接口和MAX232芯片
温度采集转换过程
智能家居软件设计
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测 量，当温度转换命令发布后，转换后的 温度以补码形式存放在高速暂存存储器 的第0和第1个字节中。如表2所示。以12 位转化为例：用16位符号扩展的二进制 补码数形式提供，其中S为符号位 （BIT15——BIT11）如果测得的温度大于 0，这5位为0，只要将测到的数值乘于 0.0625即可得到实表际4-2温度；如果温度小于 0，这5位为1，测到的数值需要取反加1 再乘于0.0625才能得到实际温度。其温度 值格式表如表4-2所示。
的反向输入端，用电阻分压，作为基准电压，使得经过比
较器后的电压，只有两种状态，即高电平和低电平。这样
单片机就可以有效的识别信号了，提高了准确性
用
一个精密可调电阻和一个光敏电阻串联，光敏电阻通过向
光、遮光的电压与1/2Vcc经过比较器比较，再加个电压跟
随器输出稳定电压。向光输出低电平，遮光输出高电平，
2019/11/19
驱动电路
2019/11/19
系统总流程图
智能家居软件设计
2019/11/19
开始 初始化 按键扫描 调用温度子程序 查询传感器状态 调用发送子程序 调用显示子程序
智能家居_答辩
不足 其次 1、技术只有在经常 的实际运用过程 中才能提高 2、要做好事前工作 3、要适应需求
B、通过本次
设计我学到了
谢 辞
• 最后要特别感谢我的指导老师***， 感谢其他各位老师的关心和帮助。 • 最后向所有关心和帮助过我的同学 表示真心的感谢。
公司
徽标
智能家居
指导老师：***
专业：嵌 系统 专业： 系统工 级：嵌 0801 学 ： 学号：
选题背景及意义
背景1. 背景 日程项目 背景2. 背景 日程项目 意义 . 日程项目
整体系统
选题背景及意义
背景1. 背景 物联网 • 物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线 数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的 “Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够 彼此进行“交流”，而无需人的干预。 • 物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联 网、电脑、手机、天线等IT通讯领域，到智能卡、芯片、 传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等 制造领域，环环相扣，商机巨大。美国独立市场研究机 构FORESTER预测，到2020年全球“物物互联”业务， 与“人与人通信”业务之比将达到30∶1。
返回
系统整体框图
传感器 （温度、光敏） 家 居 环 境 环境信息 设备状态信息 LCD 显示 数据库信息 服务器 （串口 转网口 ） 网页 用户输入信息
核心控制设备 STC89C52
用户控制信息 继电器 家电状态 受控电器 键盘 控制 红外 遥控
开发板演示
视。
A、本次设计中有一些
返回
选题背景及意义
背景1. 背景 意义 • 通过对这一课题的学习，能让我将大学三年来所学的专业 知识又系统的巩固了一遍。 • 通过对单片机应用系统的硬件设计和软件设计，能提高我 在单片机应用系统方面的设计能力，同时也能增强我的动 手实践能力。 • 了解了物联网与智能家居的相关概念与应用，为我以后的 职业生涯提供了一个新的方向。
B、通过本次
设计我学到了
谢 辞
• 最后要特别感谢我的指导老师***， 感谢其他各位老师的关心和帮助。 • 最后向所有关心和帮助过我的同学 表示真心的感谢。
公司
徽标
智能家居
指导老师：***
专业：嵌 系统 专业： 系统工 级：嵌 0801 学 ： 学号：
选题背景及意义
背景1. 背景 日程项目 背景2. 背景 日程项目 意义 . 日程项目
整体系统
选题背景及意义
背景1. 背景 物联网 • 物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线 数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的 “Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够 彼此进行“交流”，而无需人的干预。 • 物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联 网、电脑、手机、天线等IT通讯领域，到智能卡、芯片、 传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等 制造领域，环环相扣，商机巨大。美国独立市场研究机 构FORESTER预测，到2020年全球“物物互联”业务， 与“人与人通信”业务之比将达到30∶1。
返回
系统整体框图
传感器 （温度、光敏） 家 居 环 境 环境信息 设备状态信息 LCD 显示 数据库信息 服务器 （串口 转网口 ） 网页 用户输入信息
核心控制设备 STC89C52
用户控制信息 继电器 家电状态 受控电器 键盘 控制 红外 遥控
开发板演示
视。
A、本次设计中有一些
返回
选题背景及意义
背景1. 背景 意义 • 通过对这一课题的学习，能让我将大学三年来所学的专业 知识又系统的巩固了一遍。 • 通过对单片机应用系统的硬件设计和软件设计，能提高我 在单片机应用系统方面的设计能力，同时也能增强我的动 手实践能力。 • 了解了物联网与智能家居的相关概念与应用，为我以后的 职业生涯提供了一个新的方向。
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现智能家居是指利用物联网、传感器技术、人工智能等先进技术，将家庭各种设备、电器等联网并互相协调工作的智能化系统。
嵌入式系统作为智能家居控制方案的核心技术之一，能够实现智能家居的高效、便捷和安全控制。
本文将针对基于嵌入式系统的智能家居控制方案的设计和实现进行详细讨论。
一、设计原理：在设计基于嵌入式系统的智能家居控制方案时，首先需要明确系统的设计原理。
智能家居系统主要由三个模块组成：感知模块、控制模块和应用模块。
1. 感知模块：感知模块通过传感器等设备，实时感知家居环境的各种数据，如温度、湿度、照明等。
这些数据通过传感器采集，并传输到控制模块进行处理。
2. 控制模块：控制模块是智能家居系统的核心部分，它负责接收感知模块传来的数据，并根据预设的规则和用户需求，通过无线通信技术控制家居设备的开关、调节等功能。
控制模块可以根据不同的需求，采用不同的嵌入式控制芯片，比如Arduino、Raspberry Pi等。
3. 应用模块：应用模块是智能家居系统与用户交互的界面，可以实现手机APP或者网页端的远程控制功能。
用户可以通过应用模块，随时随地对家居设备进行控制和监控。
二、硬件选型：基于嵌入式系统的智能家居控制方案的实现，需要选择适合的硬件设备。
根据系统需要，需选择包括传感器、嵌入式开发板、通信模块等硬件设备。
1. 传感器选型：根据不同的环境需求，选择合适的传感器进行数据采集。
如温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等。
传感器的选型需要考虑数据的准确性、稳定性和功耗等因素。
2. 嵌入式开发板选型：嵌入式开发板是智能家居控制系统的核心，它提供了处理器和各种接口，能够实现数据采集和控制功能。
常用的嵌入式开发板包括Arduino、Raspberry Pi等。
选择开发板需要考虑性能、功耗和可扩展性等因素。
3. 通信模块选型：通信模块是实现智能家居系统与用户交互的重要组成部分。
常用的通信模块有Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块等。
基于嵌入式的智能家居控制设计
4.3远程控制设计
4.3.1控制系统设计
系统控制器由MT8870接收远端发送来的DTMF信号、并对其进行解码，解码后的信号由中央处理单元采集处理。为了方便用户使用，系统设计了语音提示界面。电话远程控制系统一般工作在无人值守环境，所以应具有自动离线、上线、复位功能。为了符合
智能化要求，系统采用SM8952AC25P作为中央处理器。同时，电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。系统组成框图如图2.2-1示。由图可知，系统主要由振铃检测电路、模拟摘挂机电路、DTMF音频解码电路、语音提示电路、中央处理单元（SM8952AC25P）、控制电路、电源电路等组成。
Siemens公司的TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。
三设计的作用目的
智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统。利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交换畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。
图4.3-1远程控制系统
控制器并联于电话机的两端，不会影响电话机的正常使用。用户通过异地电话拨通控制器所连接外线的电话号码，通过程控交换机向电话机发出振铃信号。控制器检测到六次振铃后，即六次响铃后无人接听时电话自动摘机，进入密码检测阶段，输入正确密码后选择被控电器，然后输入开或关密码遥控被控电器，完成后返回计
4.3.1控制系统设计
系统控制器由MT8870接收远端发送来的DTMF信号、并对其进行解码，解码后的信号由中央处理单元采集处理。为了方便用户使用，系统设计了语音提示界面。电话远程控制系统一般工作在无人值守环境，所以应具有自动离线、上线、复位功能。为了符合
智能化要求，系统采用SM8952AC25P作为中央处理器。同时，电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。系统组成框图如图2.2-1示。由图可知，系统主要由振铃检测电路、模拟摘挂机电路、DTMF音频解码电路、语音提示电路、中央处理单元（SM8952AC25P）、控制电路、电源电路等组成。
Siemens公司的TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。
三设计的作用目的
智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统。利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交换畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。
图4.3-1远程控制系统
控制器并联于电话机的两端，不会影响电话机的正常使用。用户通过异地电话拨通控制器所连接外线的电话号码，通过程控交换机向电话机发出振铃信号。控制器检测到六次振铃后，即六次响铃后无人接听时电话自动摘机，进入密码检测阶段，输入正确密码后选择被控电器，然后输入开或关密码遥控被控电器，完成后返回计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LOGO
Bootloader的种类
3. Blob Blob(Boot Loader Object)是由Jan-Derk Bakker and Erik Mouw发布的，是专门为 StrongARM 构架下的LART设计的Boot Loader。 Blob支持SA1100的LART主板，但用户也可以自 行修改移植。 Blob也提供两种工作模式，在启 动时处于正常的启动加载模式，但是它会延时 10 秒等待终端用户按下任意键而将 Blob 切换到 下载模式。如果在 10 秒内没有用户按键，则 Blob 继续启动 Linux 内核。
一般不需要更改任何配置，直接退出，然后执行“make”开始 编译，执行结果如下： #make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux此时已经在当前目录下生成了 vivi，把vivi 烧写到目标板的 NandFlash 运行。
LOGO
LOGO
文件系统的配置与移植
根文件系统是linux启动时使用的第一个文件系统， 没有根文件系统性，linux将无法正常启动。 根文件系统由一系列目录组成，目录中包括了应 用程序，C库以及相关的配置文件。
LOGO
文件系统的配置与移植
LOGO
基于嵌入式智能家居 远程控制器设计
指导老师：杨家红（博士） 答辩学生：刘淑辉（07级计 算机科学与技术专业）
LOGO
摘要
本文研究了基于linux嵌入式操作系统，以使用 arm2440为CPU的ARM9嵌入式开发板为硬件基础，以 LINUX REDHAT 5为系统开发环境，以arm-linux-gcc 4.3.2为交叉编译环境以Friendly ARM Mini2440 Development Board为系统运行环境的智能家居系统 的设计与实现。通过详细的系统设计过程，制定系统， 包括嵌入式操作系统linux内核的定制、bootloader 的移植、linux内核的移植、文件系统的移植，并将 其进行解析，将相应的命令根据通信协议转化为相应 的控制信号，接入控制电路从而控制相应的电器。本 装置采用了四盏灯模拟家中的各种电器，通过远程的 机算机来控制家里的电器。
LOGO
Linux内核移植过程
内核移植过程图
LOGO
文件系统的配置与移植
文件系统简单的说就是一种目录结构，由 于 linux操作系统的设备在系统中是以文件的形 式存在，将这些文件进行分类管理以及提供和内 核交互的接口，就形成一定的目录结构也就是文 件系统，文件系统是为用户反映系统的一种形式， 为用户提供一个检测控制系统的接口
LOGO
Bootloader
硬件设备初始化 拷贝Boot Loader 的stage2 到RAM 空间中 为加载Boot Loader 的stage2 准备RAM 空间 设置好堆栈 跳转到stage2 的C 入口点
stage1(汇编 部分)
LOGO
Linux驱动开发
驱动的配置模块
LOGO
Linux驱动开发
驱动开发
LOGO
主界面
LOGO
LOGO
功能模块设计
1
2 3
bootloader的移植
配置和编译linux内核
配置和移植文件系统
4
驱动开发
LOGO
本课题所用环境
系统环境
LINUX REDHAT 5
交叉编译环境
arm-linux-gcc 3.4.1
系统运行环境
LOGO
Bootloader
Bootloader 的组成
固件（ fireware )中的 boot代 码
stage1( 汇编部分 )
stage2( C部分)
LOGO
Bootloader
硬件检测 资源分配
固件 （fireware） 中的boot代码
LOGO
Bootloader的种类
2. U-Boot: 由三星提供，韩国mizi 公司原创，开放源 代码，必须使用arm-linux-gcc 进行编译，目 前已经基本停止发展，主要适用于三星 S3C24xx 系列ARM 芯片，用以启动Linux 系统，支持串口下载和网络文件系统启动等 常用简易功能。
Linux支持多种文件系统，常用的基于存储 设备的文件系统类型包括：jffs2, yaffs, cramfs, 等。本次设计采用的是yaffs2。 yaffs2是专为嵌入式系统使用NAND型闪存 而设计的一种日志型文件系统。与jffs2相比， 它减少了一些功能(例如不支持数据压缩)，所以 速度更快，挂载时间很短，对内存的占用较小。 另外，它还是跨平台的文件系统，除了Linux和 eCos，还支持WinCE, pSOS和ThreadX等。
配置和编译 linux 内核
移植环境
1 2 3
主 机： VMWare —redhat9
开发板： Mini2440-64ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱB Nand
编译器： arm-linuxgcc-4.3.2
LOGO
内核的主要概念
内核，即操作系统。它为底层的可编程部件提供服 务，为上层应用程序提供执行环境。内核裁剪就是对这 些功能进行裁剪，选取满足特定平台和需求的功能。不 同的硬件平台对内核要求也不同，因此从一个平台到另 一个平台需要对内核进行重新配置和编译。操作系统从 一个平台过渡到另一个平台。Linux是一款平台适应性强， 且容易裁剪的操作系统。因此Linux在嵌入式系统得到了 广泛的应用。
LOGO
Bootloader的移植
将vivi 的源代码包复制到某一个目录，进入该目录，运行以下 命令： #tar xvzf vivi.tgz 执行该命令将把vivi 源代码解压到目录，进入vivi 源代码目录， 执行： #make clean #make menuconfig
LOGO
Bootloader
初始化本阶段常用的硬件设备 内存映射－－mmap
将kernel image文件和根文件系统 image从flash读到RAM空间
stage2(C部 分)
为内核设置启动参数
调用内核
LOGO
Bootloader的种类
Bootloader的实现大致可以分为以下几类 ： 1.Vivi 由三星提供，韩国mizi 公司原创，开放源 代码，必须使用arm-linux-gcc 进行编译，目 前已经基本停止发展，主要适用于三星S3C 24xx 系列ARM 芯片，用以启动Linux 系统， 支持串口下载和网络文件系统启动等常用简 易功能。
LOGO
文件系统移植过程
1.创建根文件系统的目录 2.创建设备文件 3.安装/etc 4.编译内核模块 5.安装内核模块 6.配置busybox 7.编译，安装busbox 8.制作yaffs 文件系统映象
LOGO
Linux驱动开发
Led驱动的开发： mini2440 开发板上所用到的4 个LED 的硬件资源 要操作所用到的 IO 口，就要设置它们所用到的寄存器。 低电平亮，高电平灭。
LOGO
Linux驱动开发
驱动程序在 Linux 内核里扮演着特殊的角色. 它们是截然不同的“黑盒子”, 使硬件的特殊的一 部分响应定义好的内部编程接口. 它们完全隐藏 了设备工作的细节. 用户的活动通过一套标准化 的调用来进行, 这些调用与特别的驱动是独立的; 设备驱动的角色就是将这些调用映射到作用于实 际硬件的和设备相关的操作上. 这个编程接口是 这样, 驱动可以与内核的其他部分分开建立, 并在 需要的时候在运行时“插入”。
LOGO
linux内核的组成部分
进程调度
内在管理
虚拟文件系统 网络接口
进程通信
LOGO
Linux内核移植过程
（1）将所有文件复制到工作目录下，然后解压内核文件 和编译器文件。 （2）为内核打补丁。 （3）修改Makefile，修改编译环境。 （4）修改machine ID。如果这一步省略，会在移植到 开发板后Bootloader引导的时候出现机器ID错误的现象。 出错的ID号将以十六进制给出，将其转化为十进制，替 换mach-types文件中的对应项。这里移植后报的错误是 0xFB，即对应十进制251。 （5）制作uImage文件。在内核目录下建议一个名为 mkimage的文件 （6）对内核进行配置。执行make at91rm9200dk_defconfig实际上就是完成对内核的配置。 （7）编译内核生成映像文件。
Friendly ARM Mini2440 Development Board
LOGO
友善之臂
图示：友善之臂
LOGO
主要设计方法
程序测试
文件系统的制作，移置 linux2.6内核裁剪，移置 bootloader移置 建立 Linux 开发环境