基于ARM_CLinux的GPRS远程监控系统设计
基于ARM嵌入式开发平台和GPRS无线传输网络的远程图像监控设计方案

基于ARM嵌入式开发平台和GPRS无线传输网络的远程图像监控设计方案0 引言当前有线通信的图像监控系统由于其经济实用性而被广泛采用,然而这种方式很大程度限定了它的应用前景。
目前,视频监控系统已经覆盖美国的大小城市。
在美国,执法机构正在逐渐普及和安装警用移动视频监控设备。
而国内网络视频监控系统虽发展较慢,主要以流媒体监控系统为主,但随着平安城市建设的不断推进,网络视频监控将得到全面发展。
本系统是基于ARM嵌入式开发平台和GPRS无线传输网络的远程图像监控设计方案,系统应用了嵌入式技术和无线移动网络技术的融合,实现了远程实时视频图像的监控,可以被广泛地应用在不同的场合监控,例如居家办公场所、能源系统、工业领域等。
1 系统总体设计远程视频图像监控系统分为嵌入式视频采集终端和监控中心服务器。
嵌入式视频采集终端是基于嵌入式微处理器S3C2440和Linux核心平台,集成GPRS模块,采用USB摄像头捕捉现场图像,通过GPRS网络发送实时压缩处理后的图像数据,实现和监控中心的通信。
监控中心服务器通过本地网络与终端GPRS模块建立稳定连接,接收终端传输的图像并实时显示。
系统的实现方案如图1所示。
2 系统具体设计与实现2.1 系统开发平台本系统选取TQ2440开发板作为系统设计的硬件平台,图2所示是系统硬件开发平台结构图。
其中,采集终端硬件由主控模块和扩展模块两部分组成。
主控模块采用嵌入式微处理器S3C2440,该处理器内部集成了ARM公司ARM920T处理器核。
另外,系统储存扩展了256 MB的NANAD FLASH、2MB的NOR FLASH和64 MB的SDRAM。
扩展模块包括了中星微ZC301USB摄像头和SIM900模块。
基于ARM-linux的智能监控系统设计

基于ARM-linux的智能监控系统设计随着社会的发展和进步,人们的生活步调加快,如家庭生活和工作等环境中会经常出现无人的情况,此时安全问题令人担忧,研制一个适宜的安全监控系统是十分必要的。
然而,目前大多智能监控系统需要借助一些传感器,如热红外、烟雾等,来实现智能监控,这样提高了成本,使系统变得复杂,可靠性降低。
因此设计一种简易的智能家居监控系统是必要的。
本文提出了运动物体检测的设计方案。
当有外来入侵者时,系统会追踪运动目标并将其锁定,拍摄记录下其图片,并会发出报警信号,警告入侵者离开。
同时系统将会通过GPRS网络发送警告信息和入侵者的图片,让用户可以随时了解监控区域的情况。
本文以嵌入式系统ARM+Linux系统为平台设计了智能家居监控系统。
系统采用背景差法实现对视频序列中运动目标的检测,根据检测结果实现报警功能,同时利用GPRS移动通信覆盖区域广阔的特点,以短信和彩信的形式将信息发送到用户手机,从而实现智能监控[1]。
1 监控系统的功能概述及工作流程本智能监控系统是基于嵌入式ARM-Linux开发的,系统实现图像采集、运动目标检测、现场警报并通过GPRS网络实现短信和彩信的发送。
系统要实现的主要功能有:(1)采用背景差法实现对视频序列中运动目标检测;(2)通过GPRS 发送报警短信和检测到的运动目标图像彩信;(3)通过声卡在现场播放报警音乐。
系统工作流程为:首先,运行运动目标入侵检测模块,驱动USB摄像头进行图像数据采集,在ARM处理器中进行运动目标检测算法计算工作。
当系统检测到有运动目标入侵时,系统会拍摄下运动目标入侵者的图像并保存在文件夹中。
此时,系统将开启现场报警程序模块,通过声卡UDA1341驱动音箱播放报警音乐,来警告非法入侵者离开。
同时,系统通过串口发送AT指令来启动GPRS无线模块M20,GPRS模块发送报警短信和入侵者的图片到用户手机。
2 系统硬件平台构建本系统硬件由以下模块构成:中芯微的USB摄像头zc0301、GPRS彩信模块M20、声卡UDA1341、音箱、三星公司的微处理器S3C2440,256 MB NAND Flash以及64 MB SDRAM。
基于ARM和GPRS的远程监测系统数据终端设计

基于ARM和GPRS的远程监测系统数据终端设计刘新辉;柴清【期刊名称】《电子质量》【年(卷),期】2012(000)012【摘要】This paper puts forward a designing scheme of Data Terminal in remote monitoring system based on ARM and GPRS,which is mainly try to improve the existing problems in traditional method such as low monitor frequency,wide distribution,much dispersion in data.After carefully study the communica- tion principle of GPRS,by using the S3C2440 microprocessor as the core device,MC35i transmits the data that the terminal gets to the data center of host computer for analysis and management.And the consideration in detail about the design of the hardware and software is introduced.This system has many advantages such as low-power consumption,low cost,real-time online and so on.%针对监测频次低、分布范匍广、监测数据分散等问题,提出基于ARM和GPRS的无线监测系统数据终端的设计方案。
研究了GPRS的通讯原理.以S3C2440微处理器为核心器件,MC35i模块将终端采集列的信息通过GPRS网络传输到上位机的数据中心进行分析和处理,并给出了洋细的硬什设计和软件设计思路、本系统具有功耗小、成本低、实时在线等优点。
基于ARM及GPRS的智能家居系统的远程监控技术

基于ARM及GPRS的智能家居系统的远程监控技术2.1系统实现的功能该系统主要是针对普通住宅小区家庭用户而设计的,它可以对小区内用户住宅内安全状况进行集中监控和管理,同时还实现了门禁及抄表功能。
用户可以根据自己需要进行监控状态、监控参数的设置。
系统实现了以下功能:(1)家居智能家居监控:当小偷闯进住宅或者存有火灾、燃气外泄等危难事件出现时,监控终端能够实时地监测至险情,向监控中心传送告警信息,监控中心则以gsm短信的方式通告户主。
(2)家居安全状况远程实时监控与查询:主人离家在外,可通过发送手机短信的方式来查询家中安全状况信息。
(3)现场图像摄录功能:在布防状态下,当红外传感器或者门磁引爆监视系统时,系统将启动图像摄录器,对现场展开摄制,所摄制的图像通过gprs网络发送到监控中心的主机上展开备份。
用户也可以通过传送居美短信的方式去启动图像摄录的功能。
(4)“三表”远程自动抄送与门禁功能:可以定时或主动读取用户家中的水表、电表、煤气表的用量,并根据相应价格计算费用。
当有刷卡开门事件时,判断卡合法则允许进入。
2.2系统总体结构智能家居系统由监控终端,gsm短信通话模块,监控主机三部分共同组成。
监控终端硬件使用arm7平台,软件使用嵌入式实时操作系统vxworks。
监控主机就是一台运转监控管理软件的pc机,通常放在小区的物业管理中心。
图1就是整个系统架构图。
图片1图1系统架构系统工作时,监控终端循环检测安装在室内的门磁、红外、烟雾、燃气监测等传感器,当检测到有异常情况发生时,终端控制警笛发出告警声音,提醒户主及物业管理人员有险情发生并采取防范措施。
另外,监控终端还通过gprs网络向监控中心发送告警信息。
当终端检测到门磁或红外告警时,将启动图像抓拍器,对用户室内现场进行连续拍照,拍摄到的图像终端先进行缓存,再通过gprs网络发送至监控主机,监控主机将图像以文件的形式进行备份。
监控终端还循环发送监控主机印发的数据命令命令,终端对这些命令展开解析。
基于嵌入式Linux和GPRS的远程监控系统的研究

基于嵌入式Linux和GPRS的远程监控系统的研究一、简述随着信息技术的飞速发展,远程监控系统在各个领域得到了广泛的应用,如工业自动化、交通运输、环境监测等。
为了提高远程监控系统的实时性、稳定性和可扩展性,越来越多的研究者开始关注基于嵌入式Linux和GPRS(全球分组无线业务)的远程监控系统。
本文将对这一领域的研究现状进行分析,探讨嵌入式Linux与GPRS技术在远程监控系统中的应用,以及如何优化系统的性能和可靠性。
嵌入式Linux是一种广泛应用于嵌入式设备的操作系统,具有体积小、功耗低、稳定性强等特点。
而GPRS作为一种无线通信技术,具有覆盖范围广、传输速率快、成本低廉等优势。
将这两种技术相结合,可以为远程监控系统提供一种高效、可靠的数据传输方案。
本文将首先介绍嵌入式Linux和GPRS的基本原理及其在远程监控系统中的应用场景;然后分析现有技术的优缺点,提出改进措施;最后通过实验验证所提出的方案的有效性,并对其性能进行评估。
1. 研究背景和意义随着科技的飞速发展,物联网技术逐渐渗透到各个领域,为人们的生活和工作带来了极大的便利。
尤其是在工业生产、环境监测、交通管理等方面,远程监控系统的建立和完善已经成为了提高效率、降低成本、保障安全的重要手段。
然而传统的远程监控系统往往需要借助于有线网络或者卫星通信等方式进行数据传输,这不仅增加了系统的建设和维护成本,而且在实际应用中也存在诸多不便。
因此研究一种基于嵌入式Linux和GPRS的远程监控系统具有重要的现实意义。
首先基于嵌入式Linux和GPRS的远程监控系统可以充分利用现有的移动通信网络资源,实现数据的无线传输。
这种方式不仅避免了有线网络布设的繁琐,降低了系统建设的难度,而且可以实现对远程监控点的实时访问,提高了系统的实时性和可靠性。
此外GPRS作为一种成熟的移动通信技术,具有较高的数据传输速率和较低的延迟,能够满足远程监控系统对于数据传输速度和稳定性的要求。
基于ARM和GPRS远程无线监控系统的设计与实现的开题报告

基于ARM和GPRS远程无线监控系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和研究意义随着科技的不断发展,监控系统得到越来越广泛的应用,无线监控技术的应用也越来越受到关注。
同时,GPRS技术网络已经成为覆盖范围最广、应用最广泛的无线数据传输方式之一,其具有传输速度快、稳定性好、覆盖范围广等优点。
在此背景下,本项目选择利用ARM和GPRS 技术来实现远程无线监控系统的设计与实现。
本项目意义在于探索使用ARM和GPRS技术的无线监控系统的设计与实现方法,为行业提供新的技术支持和解决方案。
二、主要研究内容本项目的主要研究内容包括:1. ARM控制器的功能介绍及使用方法研究,根据系统功能要求选择合适的ARM芯片。
2. GPRS无线传输技术的原理及实现方法研究,包括选取合适的GPRS模块、实现模块的驱动、下载程序等。
3. 系统软硬件架构设计、各模块的功能描述及实现方法,包括终端节点、数据采集模块、GPRS模块、服务器端等。
4. 实现数据采集、传输和处理等功能核心代码的设计与实现。
5. 总体测试及性能评估。
三、预期研究成果本项目预期实现基于ARM和GPRS无线监控系统的设计与实现,具体包括以下成果:1. 系统软硬件架构设计并完成各模块的开发及集成;2. 实现数据采集、传输和处理等功能核心代码的设计与实现;3. 完成系统测试及性能评估,并进行优化。
四、研究方法和技术路线本项目的研究方法主要包括:文献调研、需求分析、技术选型、系统设计、系统实现、测试及评估等。
技术路线主要分为以下阶段:1. 系统需求分析和技术选型;2. 系统设计和各模块开发;3. 单元测试和系统整合;4. 系统测试和性能评估;5. 系统优化和完善。
五、可行性分析从技术和经济可行性角度分析,基于ARM和GPRS实现远程无线监控系统的设计与实现具有可行性。
ARM具有强大的处理能力、丰富的外设接口和低功耗等优点;GPRS具有传输速度快、稳定性好、覆盖范围广等优点。
基于ARM-Linux与GPRS的GPS监控终端的研究与实现的开题报告
基于ARM-Linux与GPRS的GPS监控终端的研究与实现的开题报告摘要GPS(Global Positioning System)是一种全球定位系统,可用于精确测量地球上任意位置在空间中的位置。
近年来,由于其广泛的应用和普及,GPS监控系统越来越受到人们的关注。
本文针对GPS监控终端的实现进行了研究,并提出了一种基于ARM-Linux与GPRS的GPS监控终端方案,旨在实现对车辆或物品的实时跟踪和监控。
本文首先介绍了GPS技术的基本原理和GPRS技术的应用,然后分析了目前GPS监控系统的设计和实现问题,并提出了使用ARM-Linux作为硬件平台,利用GPRS网络进行数据传输的GPS监控系统方案。
本文还介绍了GPS监控终端的硬件设计和软件设计,包括外围设备的选取、电路设计、嵌入式软件开发等方面。
通过本文的研究和实现,可以得出以下结论:1. 采用ARM-Linux平台可以实现GPS监控终端的功能,并且具有较高的可扩展性和可定制性。
2. 利用GPRS网络进行数据传输可以实现实时监控,并且实现方案简单,成本较低。
3. GPS监控终端的硬件设计和软件设计需要充分考虑实际应用环境和需求,以保证系统的稳定性和可靠性。
关键词:GPS监控终端;ARM-Linux;GPRS;实时监控;硬件设计;软件设计AbstractGPS (Global Positioning System) is a global navigation satellite system that can be used to accurately measure the position of any location on earth in space. In recent years, due to its wide applicationand popularity, GPS monitoring systems have become increasingly popular. In this paper, we conducted research on the implementation of GPS monitoring terminals and proposed a scheme of GPS monitoringterminal based on ARM-Linux and GPRS, aiming at achieving real-timetracking and monitoring of vehicles or goods.This paper first introduces the basic principles of GPS technology and the application of GPRS technology, and then analyzes the design and implementation problems of GPS monitoring systems, and proposes a GPS monitoring system scheme using ARM-Linux as the hardware platform and GPRS network for data transmission. This paper also introduces the hardware design and software design of GPS monitoring terminals, including the selection of peripheral devices, circuit design, and embedded software development.Through the research and implementation of this paper, thefollowing conclusions can be drawn:1. The use of ARM-Linux platform can achieve the function of GPSmonitoring terminal, and has high scalability and customizability.2. Using GPRS network for data transmission can achieve real-timemonitoring, and the implementation scheme is simple and low-cost.3. The hardware design and software design of GPS monitoringterminals need to fully consider the actual application environment and requirements to ensure the stability and reliability of the system.Keywords:GPS monitoring terminal;ARM-Linux;GPRS;real-time monitoring;hardware design;software design。
基于ARM平台和GPRS的远程监控系统_图文.
收稿日期:2005205224; 修返日期:2005206227基金项目:国家自然科学基金资助项目(69684001 ; 广东省惠州市科技局资助项目(2004g58基于ARM 平台和GPRS 的远程监控系统3戢卫平, 罗飞, 曹建忠, 程杏慧(华南理工大学自动化科学与工程学院, 广东广州510640摘要:主要介绍一种基于嵌入式处理器AR M 平台以及GPRS 网络通信技术实现远程数据传输的系统, 从而实现远程数据和图像实时监控功能。
核心部分主要包括利用嵌入式处理器AR M 实现以太网协议到GPRS 协议之间的转换、数字图像的处理; 利用当前比较成熟的GPRS 技术实现远程无线通信等。
由于GPRS 网络具有永远在线、快速登录、按量收费和自由切换等优点, 从而保证了系统的实用性、稳定性, 并且大大减少了系统的建设投资和运营费用。
关键词:GPRS; AR M; 监控系统中图法分类号:TP311; TP393文献标识码:A 文章编号:100123695(2006 0620196203Re mote Monit oring System Based on ARM and GPRS Net w orkJ IW ei 2p ing, LUO Fei, CAO J ian 2zhong, CHE NG Xin 2hui(College of Auto m ation, South China U niversity of Technology, Abstract:This paper mainly intr oduces a syste m based on e net w lishes the trans 2m issi on and supervis or of re mote data . The core of this r fr om Ethernet t o GPRS, the dis posal of data i m age and the communicati on GPRS . It ays on 2line, l ogging onp r omp tly, charging by quantity, s witching freely and it and greatly reduces the invest m ent and running ex 2penditure .Key words:oring 1引言随着无线通信技术的应用日益广泛, 对通信速度的要求越来越高。
基于ARM及GPRS的远程入侵监控报警系统的设计
基于ARM及GPRS的远程入侵监控报警系统的设计摘要:为了实现远程入侵监控报警的需求,设计了一种基于MMS 功能的红外入侵检测监控报警系统,该系统把红外技术、彩信技术、无线通信技术充分结合起来,实现了将监控现场采集的入侵者图片通过GPRS 网络以彩信的形式发送到用户手机的功能,使用户远离家中也可以实时掌控家中的情况。
关键词:入侵探测;监控报警;GPRS 模块;Cortex-M3 随着电子和通信技术的不断发展,单片机已经在数据压缩采集、电子设备、工业控制领域、以及多种家电设备等方面得到了广泛的应用,无线通信因其投资少、维护简单、方便、快捷和实时性强的优势,充分弥补了有线通信的缺陷,尤其是现在已经覆盖全国的GPRS 网络已经得到了非常广泛的应用。
同时无线报警系统越来越受欢迎,无线监控报警系统不需要人员在场,将单片机技术、通信技术、网络技术和计算机技术结合起来,通过一定的网络设备建立起通信关系,具有高度的可靠性,集软硬件为一体,是对待监测范围内的待监设备完成自动准确采集、传输的系统。
可见设计出一种低价格适于家用的、工作性能稳定可靠的智能型入侵监控报警系统是必要的。
通过此系统对家里出现的入室盗窃等状况自动发送报警信息数据并及时通知用户进行处理和解决。
1 系统的功能需求分析本课题主要是为家庭、办公室等场所设计的安装方便、低成本的小型民用监控报警设施。
本设计的目标是通过无线通信网络,实现入侵信号的检测和现场入侵图像的采集,达到远程监控的目的。
系统的应用示意图如图1 所示。
监控终端一般安装在室内比较隐蔽的部位,人体入侵检测模块要对准门或窗等部位。
2 系统工作流程当有入侵者闯入热释电红外探测器的监测范围内时,红外传感器立即向主控制器发出报警信号,接到警情之后,主控制器对信息进行确。
基于GPRS和ARMLinux的远程图像监控系统
率分别为 9 5 bsc 一) 3 b sC 一) 5 bsC -) 2 .kp ( S4 ,其 . p( s1 、1.k p (S2 、1.k p( S3及 1 sC 一 ) 0k 4 6 4b 中 ,C — 的保护最 为严密 ,C - Sl S4则完全未加任何保护 ,每个用户最多可同时使 用 8 个时槽 ,因此 ,G R 最高理想传输速率可达 11 p. PS 7 .k s 2b
内的设施 、家居 和 办公 场所 进 行实 时监 控 或获 得 相关 信 息.
1 GR P S技术 特 点
G RS G nrlPce ai Srie 即 通 用 分 组 无 线 服 务 或 业 务 [,是 以利 用 P ( eea aktR do evc ) 1 】
“ 包交换”(akt wt e ) P ce S i hd 的概念发展 而来 的一种无线传输技术.采用包交换 的好处 - c 在于只有 当需要传送数据时才会 占用一定 的频带宽度 ,且可以以传输的数据流量来计 费.在 G M pae S hs2的标准里 ,G R 提供 了 4种不 同的编码方式 ,这些编码方式分 PS
文章 编 号 :10 — 2 7 20 )4— 0 4— 6 0 1 4 1 (0 7 0 0 2 0
基于 G R P S和 A M iu R L n x的远程 图像监控 系统
姜 晖 ,牛 治都
203) 3 0 7 ( 解放 军电子工程学院信息T程 系,合肥
摘
要 :简要 介 绍 了 G R P S技 术特 点 ,并 以 移 动用 户 低 成 本 核 算 为 出发 点 ,设 计 了 一套 基 于
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收稿日期:2011-06作者简介:徐井(1987—),男,硕士研究生,主要从事嵌入式系统软硬件开发。
基于ARM -μCLinux 的GPRS 远程监控系统设计徐井1,凌志浩1,2(1.华东理工大学自动化系,上海200237;2.化工过程先进控制与优化技术教育部重点实验室,上海200237)摘要:介绍一种基于ARM -μClinux 平台及GPRS 技术的嵌入式监控系统。
系统采用了ARM S3C44B0X 芯片为核心设计监控终端硬件电路,在μClinux 操作系统下进行了监控应用程序的开发,通过SIM300模块实现了监控终端与远程服务器的数据通信。
该系统可以较好满足远程监控系统对数据传输可靠性和实时性的要求。
关键词:远程监控;ARM -μCLinux ;GPRS ;SIM300中图分类号:TP39文献标识码:A文章编号:1006-2394(2011)10-0019-04Design of GPRS Remote Monitoring System Based on ARM -μCLinuxXU Jing 1,LING Zhi-hao 1,2(1.Automation Department of East China University of Science and Technology ,Shanghai 200237,China ;2.Key Laboratory of Advanced Control and Optimization for Chemical Processes ,Ministry of Education ,Shanghai 200237,China )Abstract :An embedded monitoring system based on ARM -μCLinux platform and GPRS is mainly described in the paper.The hardware circuits of the system are designed based on the ARM chip S3C44B0X as the core.In the μCLinux operating system ,the monitoring application program is developed ,achieved data communication between mo-nitoring terminal and remote servers through the SIM300.The system can meet the requirements of remote monitoring system for data transmission reliability and real-time.Key words :remote monitoring ;ARM -μCLinux ;GPRS ;SIM3000前言随着远程数据传输技术的不断发展,基于GPRS (General Packet Radio Service )网络的分组数据业务得到了广泛的行业应用。
GPRS 是基于GSM 网络上的一种新的数据传输技术,它采用分组交换方式,具有数据传输速率快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点。
GPRS 自身的特点,合理的组网方式以及可靠的传输机制,使其成为远程监控系统中解决监控地点涉及范围广、现场环境不易于布线、设备布局分散等问题的主流技术。
本设计方案采用三星公司S3C44B0X 的ARM 芯片和SIMCOM 公司GPRS 无线通信模块SIM300构成嵌入式监控终端,MCU 通过标准RS -232串口控制GPRS 模块,登陆连接GPRS 网络和Internet ,再连接到远程的计算机监控中心,从而实现远程的数据传输功能。
此外,为了实现无人值守,还可以通过手机短消息来达到实时报警和远程监控的目的。
本设计方案利用GPRS 作为桥梁突破普通无线传输的瓶颈,可以灵活应用于不同的监控场合,满足远程监控系统对数据传输可靠性和实时性的要求。
1系统硬件设计1.1ARM 最小系统硬件结构按照功能划分,本文所实现的嵌入式系统硬件平台由以下几部分组成:嵌入式微处理器S3C44B0X 、数据采集模块、GPRS 通信模块、以太网控制接口、存储器单元、串口通信电路、电源模块及JTAG (Joint Test Action Group )调试接口。
整个监控终端的硬件结构如图1所示。
图1监控终端硬件结构设计中选用的三星Samsung S3C44B0X微处理器是基于ARM7TDMI的RISC型CPU,是一款性价比较高的嵌入式32位处理器。
S3C44B0X提供了丰富的内置部件,包括8KB cache高速缓存器,4通道DMA、带有握手协议的2通道UART、带有PWM功能的5通道定时器、8通道10位ADC、IIC-BUS接口、IIS-BUS接口、LCD控制器、71个通用I/O接口等。
它们能够与常用的外围设备实现无缝连接,从而简化了外围电路设计,降低了产品成本、体积和功耗。
1.2GPRS模块SIM300电路设计SIM300是一款三频段GSM/GPRS模块,具有低功耗设计,睡眠模式下的电流消耗仅为2.5mA,可在全球范围内的EGSM900MHz、DCS1800MHz、PCS 1900MHz三种频率下工作,能够提供GPRS多信道类型达10个,并且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-4共四种GPRS编码方案。
此外,它内部集成了TCP/IP 协议栈,并且扩展了TCP/IP AT指令,使用户利用该模块开发数据传输设备变得特别简单、方便。
SIM300提供了标准的RS-232串行接口,S3C44B0X通过AT指令完成对模块的操作。
外围电路设计主要包括电源电路、启动电路、工作指示电路、SIM卡电路以及RS-232电平转换电路。
SIM300的电路连接如图2所示。
图2SIM300电路设计图2监控终端软件设计2.1嵌入式操作系统μCLinux移植嵌入式Linux系统的软件体系结构,主要由Boot-Loader、嵌入式操作系统、根文件系统及其应用程序构成。
整个软件系统的分区结构如图3所示。
系统硬件平台搭建完成后,要在平台上运行μCLinux操作系统,需要3个基本条件:首先,引导程序完成硬件的初始化功能并将μCLinux操作系统的内核加载到内存中;然后,引导程序将系统控制权交给操作系统内核;最后,图3嵌入式Linux软件系统分区结构μCLinux内核挂载根文件系统,建立应用程序运行环境。
①BootLoader设计BootLoader就是在操作系统内核运行之前的一段程序。
这段程序可以初始化硬件设备、建立内存空间映射,为最终调用操作系统内核准备好正确环境。
BootLoader分为第一阶段和第二阶段两部分。
第一阶段包含依赖于CPU体系结构和板级初始化的代码,用汇编语言实现;第二阶段与使用的操作系统有关,通常实现其余复杂的功能,用C语言实现。
本系统中BootLoader选用的是U-boot,它具有源码开放、配置灵活、性能稳定、网络功能强大等优点。
通过移植U-boot,完成硬件系统初始化、内核参数设置、内核启动等功能。
移植工作主要是修改一些硬件相关的文件,包括s3c44b0.c,memsetup.c,makefile等。
完成相关文件修改后,进行交叉编译,生成二进制文件U-boot.bin,再将其烧写到预留flash中即可。
②修改、配置和编译μCLinux内核嵌入式操作系统的运行与系统的硬件平台密切相关,因此,μCLinux内核源代码中和硬件紧密相关的部分就要针对特定硬件作出适当修改。
由于S3C44B0X 处理器已经被μCLinux源码包所支持,因而移植μClinux到S3C44B0X平台上的过程就是一个修改内核源文件中的硬件参数的过程。
主要包括以下几个方面:修改压缩内核运行地址和内核起始地址、修改硬件寄存器地址、修改存储空间配置、初始化节拍定时器、定义二级异常中断矢量表的起始地址以及以太网控制器基地址等。
在编译μClinux内核之前,应当对内核进行裁剪、配置。
首先在终端执行make menuconfig命令进入内核配置菜单,内核版本选择linux-2.4.x,System Type选择S3C44B0ARM,库函数版本选择μClibc。
内核配置和用户程序配置完成后,开始编译内核。
在终端分别执行命令make dep,make lib_only,make user _only,make romfs,make image,make。
当内核的编译工作完成后,将内核映像image.rom下载至目标平台执行。
2.2μCLinux下串口应用程序设计在Linux中,设备分为3类:字符设备、块设备和网络设备。
μCLinux中使用设备文件表示多数I/O设备。
本设计中所用的串口COM1对应μClinux系统的/dev/ttyS0设备文件。
基本操作步骤是:打开串口,设置串口属性,然后进行数据收发,最后关闭串口。
通常在操作I/O时,会用到下面几种模型之一:阻塞型I/O、非阻塞型I/O和复用型I/O。
本系统串口应用程序设计中,采用I/O复用模型。
所谓I/O复用,是指当一个或多个I/O条件(可读、能写或出现异常)满足时,进程能立刻知道,从而正确并高效地对它们进行处理。
μClinux操作系统提供select函数来支持I/O复用的实现,select的函数定义于<unistd.h>中,原型如下:int select(int n,fd_set*readfds,fd_set*write-fds,fd_set*exceptfds,struct timeval*timeout);该函数的第1个参数n表示文件描述符集合中最大值再加1;第2个参数readfds表示可读的文件描述符集合,用于查看是否有可读取数据;第3个参数writefds表示可写的文件描述符集合,用于查看是否能写入数据;第4个参数exceptfds用于异常控制;最后一个参数timeout决定了select将会阻塞多久才把控制权移交给调用它的进程。
如图4所示,使用select系统调用来查询是否有数据可读时,进程是在等待多个I/O描述接口的任何一个变为可读,但在此期间并不阻塞进程。
当有数据包已准备好时,返回可读条件,并通知进程再次进行系统调用,准备读取相应的I/O数据,此时内核就开始拷贝准备好的数据至用户空间。
图4I/O复用模型本系统中,S3C44B0X通过串口UART1与GPRS 模块SIM300进行通信,通过串口发送AT命令到SIM300模块,实现基本的初始化工作及采集数据地发送。