基于S3C2410的井下WiFi便携终端的设计

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基于S3C2410和Linux2.6的无线网络数据采集终端

基于S3C2410和Linux2.6的无线网络数据采集终端

基于S3C2410和Linux2.6的无线网络数据采集终端周朋朔;王自强;周余;都思丹
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2008(31)1
【摘要】传统的基于单片机的数据采集终端在对所采集数据的实时显示分析方面需要额外的PC支持,不具备便携性。

设计出基于嵌入式技术的无线网络传输数据采集终端。

该终端采用S3C2410处理器,支持大屏幕LCD显示,移植支持无线网络的最新Linux内核,实现了Linux2.6下基于SPI接口的A/D驱动,并提供接口给上层Qt应用程序。

应用表明,该终端界面友好,便携性好,运行稳定,具有良好的可扩充性,具有很好的推广价值。

【总页数】4页(P169-172)
【关键词】数据采集;S3C2410;Linux2.6;802.11
【作者】周朋朔;王自强;周余;都思丹
【作者单位】南京大学电子科学与工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.基于linux
2.6及S3C2410上的BOA的移植 [J], 孙磊
2.基于S3C2410的Linux2.6下I2C驱动研究 [J], 范恩魁;潘刚
3.基于S3C2410的智能家居数据采集系统设计 [J], 周维龙;吴桂清
4.基于S3c2410和Linux2.6内核的嵌入式系统存储扩展 [J], 张竞凯;吴旭光;张佐经
5.嵌入式Linux2.6操作系统在基于S3C2410的目标板上的移植 [J], 梁少芳;刘治;周英;陈圣国
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基于S3C2410的视频监控系统的设计

基于S3C2410的视频监控系统的设计

通信工程《嵌入式系统》结课论文基于S3C2410的视频监控系统的设计学生姓名:***学生学号:***********基于S3C2410的视频监控系统的设计一视频监测系统的整体设计整个视频监控系统采用C/S结构,从主体上分成两个部分:服务器端和客户端。

服务器端主要包括S3C2410平台上运行的采集、压缩、传输程序,客户端是PC机上运行的接收、解压、回放程序。

视频监控终端从现场的摄像头捕获实时的视频信息,压缩以后通过以太网传输到视频监控服务器上。

系统结构如图1所示,视频图像采集和打包发送在服务器端完成,图一系统结构图二系统的硬件设计图像的接收解包和回放将在客户端完成。

系统采用模块化设计方案,主要包括以下几个模块:主控制器模块、储存电路模块、外围接口电路模块、电源和复位电路,如图2所示图二系统的硬件结构1、S3C2410主控制器模块主控制器模块是整个系统的核心,采用的S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM920T处理器核的16/32位微控制器,该处理器最高运行频率可达到203MHz,它的低功耗、精简和全静态设计特别适合于对成本和功耗敏感的应用。

S3C2410提高了丰富的片内资源,支持Linux,是本系统的合适选择。

它能完成整个系统的调度工作,在系统上电时配置所需要工作的芯片的功能寄存器,完成视频流的编码,并通过以太网控制器控制物理层芯片。

2、系统存储电路模块主控制器还需一些外围存储单元如Nandflash和SDRAM。

Nandflash中包括Linux的Boodloader、系统内核、文件系统、应用程序以及环境变量和系统配置文件等。

SDRAM读写速度快,系统运行时把它作为内存单元使用。

设计采用了64M的Nandflash 和64M的SDRAM。

3、外围电路模块本设计用到的外设有USB接口,网卡接口,RS232接口和JTAG接口。

视频监控终端的USB主控制器模块通过专用的USB集线器与多个USB 摄像头相连。

基于ARM内核的S3C2410家用路由器设计

基于ARM内核的S3C2410家用路由器设计

基于ARM内核的S3C2410家用路由器设计李晓波【摘要】在ARM技术不断发展成熟及网络设备越来越智能化的今天,传统的路由器无论在性能上还是可拓展性上都难以满足用户越来越高的需求,由此本文结合市面上最著名的32位RISC ARM9为微处理器设计了S3C2410家用路由器.首先给出了S3C2410路由器的整体结构及工作原理,然后详细地介绍了其I/O和UART及存储介质三部分功能的具体实现,达到设计S3C2410路由器的目的.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2013(000)017【总页数】3页(P45-46,11)【关键词】路由器;ARM技术;S3C2410内核【作者】李晓波【作者单位】南通大学理学院,江苏南通226019【正文语种】中文【中图分类】TP0 引言据预测,到2015年全球路由器市场的规模将达到159亿美元。

其中家用路由器的发展尤为迅猛,目前需求最大的地区为北美和欧洲,不过亚洲地区已经成为家用路由器市场增长最快的地区。

所以在未来几年,亚洲的家用路由器需求将非常巨大。

传统路由器凭借其低廉的价格在市场上将会继续存在一段时间,但路由器的发展趋势是智能化,网络化,这正是以ARM及MIPS内核为代表的路由器的特点,所以ARM内核路由器将在未来不久的时间内,占据家用路由器市场的一席之地,并且随着ARM内核技术的普及,ARM内核路由器将具有更高的性价比,相比于其他家用路由器将更有竞争力。

1 ARM技术ARM公司既不生产芯片也不销售芯片,它只出售芯片技术授权。

嵌入式ARM主要技术包括:ARM处理器的体系结构和ARM处理器的指令集,存储系统及异常中断处理。

(1)ARM体系结构:增加了T变种,可以使处理器状态切换到Thumb状态,在该状态下指令集是16位的Thumb指令集。

(2)ARM处理器的指令集:ARM指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器传输指令、Load/Store指令、协处理器指令和异常中断产生指令6类[1]。

基于S3C2410芯片的ucLINUX低功耗PPL设计

基于S3C2410芯片的ucLINUX低功耗PPL设计
备。 3u LN X下 的驱 动设计 e I U
用 以下 代码

# e n LK CT B df eC i L ASE 4 o 0 o c000 2H L N X下 的驱 动原 理 eI U 目前 比较 流行 的 l u i x内核版 本一般 是 l u # e n c K T (b — E I L — T B S + n i x n 时钟 和 电源 管理 一 般分 为 3 部 分 : 钟控 个 时 df b L c LN )— R G ( K c L A E i C e l. n 4和 l u en l2 。 本设 计 是在 l u i xkre . n 6 i x n 制、S U B控 制 、 控制 。 32 1A时钟 控制 逻辑 k re 2 电源 ¥C 4 0 b ) ) t 般 包括 用于 C U的 F L , 于 A P C K用 HB的外 围设 kre 2 en l . 进行 的开 发 , u L N X系 统里 , 4下 在 eU I 对 / 0日 e /

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性, 特别适 合 于便携 式 系统 的应用 。而系统 级 的问
题对 于有 效的 功耗 管理 也 是非 常重 要 的 。本文 主 要 对硬 件及 系统 的功耗 管理 作 一些 介 绍。功 耗 管 理 电路 能尽 可 能地 降低 便携 式 系统 的 用电 量 。最
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一 一 一


服 务 于 I0请 求 的子 程序 ,又 称 为驱 动程 序 的 上 /
半 部分 。 用这 部分 是由 于系统 调用 的结 果 。 调 这部
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分 程序 在执 行 的时候 ,系统 仍认 为是 和进 行 调用

基于S3C2410供电测控系统的设计

基于S3C2410供电测控系统的设计

基于S3C2410供电测控系统的设计摘要:随着学生公寓安全、管理问题的出现,集体宿舍安装使用供电测控系统势在必行。

本文详细介绍了基于S3C2410供电测控系统的工作原理、硬件的设计以及软件的结构与功能。

该系统用于实现负载识别、实时监控、电量配额和电费计量。

系统已在实践中得到应用,达到了设计标准。

关键词:测控系统;负载识别;FFT(快速傅立叶变换);数据采集Design of supplied power for measurement and control system based on S3C2410 Abstract: With the emergence of students flat safety and administrative problems, it is high time to apply the supplied power for measurement and control system in collective dormitory. The paper introduces the operation principle of this system, the design of hardware , the structure and function of software in detail. We can accomplish the load identification, the control of real-time , the electricity ration and the measurement of charge through the system, The system has been applied in practice. Moreover, the accuracy of the parameters is improved significantly.Key word: Measurement and control system; Load identification ; FFT; Data collection引言近年来学生公寓安全、管理问题的频繁出现,不仅对学生和学校造成极大的危害,而且对社会也造成了极坏的影响,这引起了相关部门和社会的高度重视,因此学生公寓用电安全必须做到万无一失;随着公寓用电逐步商业化,一刀切的送配电制度也渐渐显出其自身的不合理性,所以公寓配电应该做到科学化;市场上用电管理系统由于价格比较昂贵或者体积大等原因,限制了其在学生公寓的广泛使用。

基于arm9s3c2410实验开发板的硬件设计【毕业论文,绝对

基于arm9s3c2410实验开发板的硬件设计【毕业论文,绝对

毕业设计(论文)题目:基于ARM9-S3C2410实验开发板的硬件设计Title:Hardware Design of ARM9-S3C2410 Experiment Board学生姓名:袁斌学号:07022110指导教师:徐哈宁专业:测控技术与仪器二零一一年六月摘要三星S3C2410微处理器是一个采用ARM920T内核,高性能、低功耗、低成本的16/32位RISC处理器。

基于S3C2410的最小系统核心板是一个独立模块,根据需求它可以直接与用户板模块结合进行速度、快捷、费用合理的开发利用。

本论文设计并实现了一种基于S3C2410处理器的实验开发板,通过这个平台可以进行中断服务、时钟控制、通信接口、AD采样、IO口等无操作系统的基础实验并可进行Linux等嵌入式系统的移植实验。

同时通过该平台也进行相关的功能扩展,以及进行所需的产品设计。

硬件部分的设计是应用Protel 99 SE软件完成的,综合了许多原理图设计思想,进行取优弃弊,结合实际应用的考虑,以功能模块思想作引导,认真核对每一个引脚及其网络连接,采用两层板,通过原理图的绘制,原理图的修改,PCB的布局布线再经过印刷、安装器件形成开发板。

该开发板在保证学生完成ARM技术学习开发的同时,考虑了系统的扩展、电路板的面积、散热、电磁兼容性,以及安装等问题。

因此,该板也可以作为嵌入式系统主板,直接应用在实际系统中。

关键词:ARM9;最小系统;开发板;S3C2410ABSTRACTS3C2410 of SAMSUNG’s 16/32-bit RISC microprocessor is a product designed with cost-effective, low-power, and high-performance. The S3C2410 was developed using an ARM920T core. The core board with minimum based on the S3C2410 is a independent modules. combined directly with user board it could be given a utilization as client’s need speed, fast and reasonable-cost.This paper designs and completes an experiments development board based on S3C2410 processor. Through this platform we can make the basis experiments without the operating system as interrupt-service, clock control, communication interface, AD sampling, IO interface experiment and so on, and we can also carry out the Linux Embedded System transplantation experiments . At the same time, it also make the expansion of related functions and carries out the necessary product design through the platform. Integrating many ideas, considering the practical application, and bringing essence together finally the development board was completed after the schematic is drew and modified, the PCB board is arranged and routed, then components fixed on the two-lamellar board. with the software Protel99 SE.On the one side this development boards ensures students to complete the study of the ARM technology exploitation, on the other side it considers the expansion of the system、the size of circuit boards、dispelling thermal、electromagnetic compatibility and installation issues etc. Therefore, this board can be used as embedded system mainboard in application of the actual system directly.Key words:ARM9; minimum system; development board; S3C2410目录绪论 (1)1.1 课题的背景、意义 (1)1.2 国内外相关领域研究进展 (2)1.3 课题内容 (2)2ARM微处理器的概述 (4)2.1 嵌入式系统简介 (4)2.1.1 嵌入式系统的定义 (4)2.1.2 嵌入式系统的组成 (4)2.1.3 嵌入式系统的特点 (5)2.1.4 嵌入式系统的发展 (6)2.2 嵌入式操作系统 (6)2.3 ARM处理器 (7)2.3.1 ARM的体系结构 (7)2.3.2 ARM微处理器的应用领域 (8)2.4 ARM92OT体系结构 (8)2.4.1 ARM92OT系统结构分析 (8)2.4.2 ARM920T的工作状态 (9)2.4.3 ARM920T体系结构的存储器格式 (9)2.4.4 ARM920T处理器模式 (10)3基于ARM9-S3C2410开发板的硬件设计 (12)3.1 PROTEL 99 SE简介 (12)3.2 系统设计概述 (12)3.3 S3C2410处理器及片外围简介 (13)3.4 单元电路设计 (15)3.4.1 电源电路 (15)3.4.2 串行接口电路设计 (15)3.4.3 IIC总线接口电路设计 (16)3.4.4 复位按键电路 (17)3.4.5 调试接口电路的设计 (18)3.5 开发板硬件原理图 (19)4. 开发板硬件的PCB板设计 (21)4.1 PCB的基本概念 (21)4.1.1 高速电路定义及高速信号确定 (21)4.1.2 传输线 (22)4.2 高速PCB信号线的布线 (23)4.2.1 高速PCB信号线的布线基本原则 (23)4.3.2 地线设计 (24)4.3 布线后信号完整性的PCB板 (24)4.4 提高该板抗电磁干扰能力的措施 (28)结论与展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录1 (32)附录2 (38)附录3 (43)绪论1.1课题的背景、意义嵌入式系统是指以应用为核心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求的专用计算机系统。

基于S3C2410嵌入式无线监控系统的设计

基于S3C2410嵌入式无线监控系统的设计
孔德勇;杨斌
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(025)005
【摘要】为了对无人职守的监控现场进行有效监控,我们设计实现了基于三星的S3C2410嵌入式处理器的监控系统,同时利用GPRS/CDMA无线技术,通过Internet互联网实现无线控制.
【总页数】3页(P114-116)
【作者】孔德勇;杨斌
【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,成都,西安,610031;西南交通大学信息科学与技术学院,成都,西安,610031
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于单片机S3C2410的嵌入式温度传感器设计 [J], 蒋礼林
2.基于S3C2410的高精度传感器节点嵌入式设计 [J], 黄志武;王曙霞
3.基于S3C2410的嵌入式视频监控系统的设计 [J], 许敏
4.基于S3C2410芯片技术的嵌入式远程视频监控系统设计 [J], 王茂茹
5.基于S3C2410芯片技术的嵌入式远程视频监控系统设计 [J], 王茂茹
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基于s3c2410的模拟智能家居系统方案设计书

数学与计算机系毕业设计(2010届)课题名称:基于s3c2410的模拟智能家居系统设计姓名:学号:专业:计算机及其应用所在班级:指导教师:姓名:职称:时间:二零一二年二月二十三日目录摘要 (2)1.引言 (3)1.1 智能家居的概念 (3)1.2 智能家居出现背景 (3)1.3 智能家居发展意义 (4)1.4 智能家居发展前景 (4)1.5 本文所做的工作 (4)2.系统总体设计 (4)2.1 系统总体设计概述 (4)2.2 系统构成模块说明 (5)2.3 主要模块的软硬件实现 (6)2.3.1 电灯模块的实现 (6)2.3.1.1 电灯模块的硬件实现 (6)2.3.1.2 电灯模块的软件实现 (7)2.3.2 风扇模块的实现 (9)2.3.2.1 风扇模块硬件实现如下 (9)2.3.2.2 风扇模块软件实现 (9)2.3.3 窗帘模块的实现 (11)2.3.3.1.窗帘模拟实现图 (11)2.3.3.2 窗帘模块软件实现 (11)2.3.4温湿度传感模块 (14)2.3.4.1 温湿度传感模块硬件图如下: (14)2.3.4.2 温湿度传感软件实现如下 (14)3.前台界面设计 (17)3.1.前台界面操作软件 (17)3.2主函数 (23)4.各个传感器模块和蜂鸣器模块 (23)4.1.蜂鸣器模块 (24)4.2火焰传感模块 (24)4.2.1实物图例: (25)4.2.2软件部分实现: (25)4.3震动传感模块 (27)4.3.1实物图例: (27)4.3.2软件部分实现: (28)4.4 光敏传感模块光线检测,亮度检测,通过电位器可调节检测亮度阀点,自带继电器,可做各种亮度检测开关,可以控制各种路灯,晚上自动开启,白天自动熄灭和车上用品控制及自动化设备。

(30)4.4.1实物图例: (30)4.5 烟雾传感模块 (30)4.5.1实物图例: (30)4.5.2软件部分实现: (31)结论 (32)摘要本系统基于智能家居发展的现状,结合家具系统的仿真模型,设计以S3C2410芯片为核心处理器的智能家居演示系统。

基于S3C2410与MCP2515的CAN总线接口设计

信息 处理 的实 时 性 , 使 得 C N总 线 网络 可 以构 又 A 成 多 主结 构 的 系 统 , 证 了 系统 的 可 靠 性 . 外 , 保 另
MC 2 1 P 55独立 的 C N 控 制 器 结 构 如 图 1所 A 示. 微芯 公 司 的 MC 2 1 全 支持 C N V .B技 P 5 5完 A 20
文章 编 号 :0 8—10 (0 1 0 10 4 2 2 1 ) 2—0 1 2 5一O 5
基 于 ¥ 4 3 2 C 1 0与 MC 2 P 5 1 5的 C N 总 线 接 口设 计 ① A

( 济 大 学 汽 车 学 院 。 海 2 10 ) 同 上 084

要 : 利 用 S I 口为 ¥ C 4 0微 处理 器 扩展 C N总 线接 口, C N在 车 载 网络 中的应 用 P接 32 1 A 以 A
C N采用短帧结构 , A 且每 帧信息都有校验 及其他 检错措 施 , 证 了数 据 的 实 时 性 、 传 输 出错 保 低
率[ 川.
销, 通讯 速 率 为 1 p. 制 器 内部 带 有 两个 接 收 Mb s控 缓 冲器 , 速 S I 口支 持 0 0和 1 1方式 的 S I 高 P接 , , P 模式 , 率 可 以达到 1MHz 频 0 .
0 引 言
C N作 为一 种 多 主 方 式 的 串行 通 讯 总线 , A 有
的方 式可 以分 为 串行 扩展 和并 行 扩展 两种 , 但考虑
到采 用并行 总线 扩 展 而 产 生 的硬件 开销 和成本 问
题, 本设 计 最终 根 据 实 际 需 求 , 用 串行 SI 线 选 P总
应 用到 自主开发 的车载 终 端无 线传 输 系统 当中 , 实验表 明 , 得 了 良好 的数 据传 输 效果 . 经 取

基于S3C2410的CAN总线通信设计与开发

1 引言网络化控制系统是控制系统的发展趋势和研究热点,现场总线控制系统作为网络化系统的重要组成部分,近年来在实际的控制系统中得到了广泛的应用。

CAN(Con- troller Area Network)总线作为一种容错性强、可靠性高、布线简单且成本低廉的现场总线倍受用户钦睐,在国内CAN总线已经得到了广泛应用。

目前国内广泛应用的独立CAN控制器SJA1000因存在如地址、数据总线的分时复用常导致接口效率低下;接收、发送缓冲区的个数太少,导致数据吞吐率不高;帧屏蔽和过滤器的设置不够灵活,不能满足同时需要更多屏蔽和过滤条件的要求等。

ARM芯片S3C2410是一种高集成度,高性价比的嵌入式处理芯片,已成功用于工控设备上。

然而其美中不足的是没有集成CAN控制器,使其在工控产品中的应用中受到了一定的阻碍。

为了解决这一问题,同时考虑到尽可能降低硬件电路的复杂性,保证CAN总线通讯的稳定性和效率,采用带SPI接口的独立CAN 控制器MCP2515来给S3C2410扩展CAN接口。

下面以自行开发的人机界面(HMI,Human Machine Interface)中CAN总线通讯接口设计为例进行说明。

2 CAN总线接口硬件设计下面先简要介绍相关控制器芯片,后对CAN接口硬件设计作详细说明。

2.1 ARM芯片S3C2410和CAN控制器MCP2515简介S3C2410 是三星公司设计的32位RISC嵌入式处理器。

该芯片基于ARM920T内核,采用五级流水线和哈佛结构,提供1.1MIPS/MHz的性能。

为了减少应用系统设计的成本,S3C2410集成了众多的常用资源,如:LCD控制器、SDRAM控制器、一个触摸屏接口、两个SPI接口等,内核最高工作频率可达 266MHz。

独立CAN控制器MCP2515灵活的中断能力、接收帧屏蔽和过滤、帧优先级设定等特性使其能够很好的对信息进行管理,减轻了处理器的负担和软件设计的复杂度。

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基于S3C2410的井下WiFi便携终端的设计Design Of WiFi Terminal Based on S3C2410 In Mine Tunnel王树奇,孙 弋WANG Shu-qi , SUN Yi(西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安 710054)摘要:设计了基于WiFi技术的煤矿井下信息设备终端,利用WiFi无线局域网技术和VoIP语音处理技术,通过采用嵌入式微处理器S3C2410和Linux操作系统作为软件平台可实现VoIP 语音通话、人员定位和环境监测等功能。

各项功能都已经通过试验,通话时语音清晰,无明显延迟,可以满足井下生产应用的需要。

同时终端还具有良好的可扩展性。

关键词:井下设备;WiFi;VoIP;嵌入式Linux中图分类号:TP316 文献标识码:AAbstract: In view of the maintenance difficulty of tunnel information equipment that caused by disunity, a portable terminal based on WiFi technology was designed and can perform VoIP, human position, environment detection funciotn . The hardware circuit was designed by using ARM embedded microprocessor as the core; the access to WLAN was achieved by introducing WiFi module, the development of software was accomplished rely on Embedded Linux which served as platform.Key words: Tunnel Equipment; WiFi; VoIP; Embedded Linux随着对煤炭需求量的增大,对煤炭生产的高效和安全非常重要。

无线通信作为矿井通信与监测的有益补充,越来越受到重视。

早期无线通信技术由于其所固有特性使得其在煤矿的应用相对难度较大,近年来由于无线通信技术的发展和煤矿信息化的要求,无线通信技术开始在煤矿得到更加广泛的应用。

在矿井移动通信的发展过程中,先后出现感应通信、漏泄通信、中低频透地通信、矿井蜂窝状移动通信、集群通信等,由于当时技术、功能、使用效果的问题,不能很好的满足企业的需求,故都没有获得大规模的应用[1]。

无线通信技术在煤矿安全生产指挥调度系统中的应用主要包括常规通信和应急通信。

正常生产中的常规应用主要以调度语音为主,同时考虑数据和图象应用。

在近期发展过程中,出现了覆盖井下和地面的无线调度信系统矿用小灵通系统,目前已有实验网在运行,但由于信道数量的限制,它的功能还不完善,还要继续发展。

本文研究了基于WiFi技术的井下智能终端正是基于这一思想而研制的新型井下信息设备。

通过这一部终端,可实现无线VoIP语音通话,人员定位业务和环境监测功能。

1 WiFi技术WiFi(Wireless Fidelity)是IEEE所定义的无线通信标准IEEE 802.11,它是一种无线局域网的标准。

在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。

802.11标准定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。

物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为2Mbit/s。

两个设备之间的通信可以自由直接的方式进行,也可以在基站或者访问点的协调下进行。

802.11B采用直接序列扩频技术和补偿码键控调制方式。

可提供11Mb/s、5.5 Mb/s、2Mb/s、1Mb/s 多种速率,覆盖范围为80米至100米;802.11G是802.11B 的一个扩展。

同802.11B一样,802.11G也使用了2.4 GHz 频率,覆盖范围也相同,802.11在2.4频段使用正交频分复用(OFDM)调制技术,使数据传输速率最高可以达到54 Mbps;802.11A 则使用的是5.8 GHz频率,最高能够以54 Mbps的速度传递数据,但覆盖范围仅有30米左右[2]。

2 VoIP技术VoIP(Voice over IP)是建立在 Internet 基础上的新型数字化传输技术,是在 IP 网上通过 TCP/IP 协议实现的一种电话应用。

其业务主要有 IP 网络上的语音业务、传真业务、WEB 上实现的交互式语音应答(IVR)业务等,另外还包括 E-mail、实时电话、实时传真等多种通信业务,也可包括视频通信业务。

其基本原理是通过语音压缩算法对语音或图像数据进行压缩编码处理,然后把这些数据按 TCP/IP 标准进行打包,经过 IP 网络把数据包送至接收地,再把这些语音数据包按序串起来,经过解码解压处理后,恢复成原来的语音或图像信号,从而达到由网络传送语音或图像的目的。

VoIP技术可同时支持语音、数据、图象的传输,符合三网合一的发展方向。

可以将 64kb/s 的话音信号压缩成8kb/s 或更低码速率的数据流;采用分组交换技术,提高了网络资源的利用率,大大降低运营商的投入成本[3]。

实现VoIP的信令协议采用SIP协议,用来解决IP网上的信令控制,其当前版本定义在RFC3261中。

它是基于Internet世界两个最成功的服务Web 和E-mail进行设计的,设计思想成熟,具有可扩展性、灵活性、互操作性、可重用性、简单高效等特点,因此我们在设计终端时选择了以SIP协议为标准进行信令控制。

3 便携终端的硬件设计基于WiFi技术的井下智能终端的硬件设计分为五个部分:核心处理器、WiFi、存储单元、Codec单元、用户接口单元和环境监测单元。

其中最关键的两个部分,一是核心处理器的选择,二是WiFi模块的选择。

便携终端的硬件设计如图1所示。

图1 便携终端的硬件组成框图Fig. 1 The HardwareTheory of The WiFi Terminal由于产品定位于多功能终端,需要支持无线上网,语音处理等队处理能力要求较高的应用。

因此我们需要核心处理器有强大的处理能力,丰富的接口,支持DMA方式,音频接口以及较低的功耗。

同时为了简化软件开发,需要处理器能够对嵌入式操作系统有较好的支持。

基于以上考虑,我们选择了三星公司的S3C2410处理器。

S3C2410 微处理器为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。

S3C2410A的显著特性是它的CPU核心,是一个由Advanced RISC Machines有限公司设计的16/32位ARM920T RISC处理器。

ARM920T实现了MMU,AMBA BUS和Harvard高速缓冲体系结构。

这一结构具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache,每个都是由8字长的行构成。

通过提供一系列完整的系统外围设备,S3C2410A大大减少了整个系统的成本,消除了为系统配置额外器件的需要。

工作频率最高达到203MHz,同时具有内存管理单元(MMU),使得处理器轻松运行于Windows CE,Linux等操作系统以及进行较为复杂的信息处理S3C2410A提供了丰富的内部设备,包括分开的16KB的指令Cache和16KB数据Cache,MMU虚拟存储器管理,LCD控制器,支持NAND Flash系统引导,系统管理器,3通道UART,4通道DMA,4通道PWM定时器,I/O端口,RTC,8通道10位ADC和触摸屏接口,IIC-BUS 接口,IIS-BUS接口,USB主机,USB设备,SD主卡&MMC卡接口,2通道的SPI以及内部PLL 时钟倍频器[4]。

对于WiFi模块,由于需要支持移动的VoIP业务,因此对服务质量、安全和漫游功能都有较高的要求。

这就需要模块能够支持相应的IEEE 802.11e和802.11i等协议。

经过大量选型和比较,选择了Wistron公司的DRCM-81模块。

该模块采用了Marvell chipset方案,由于它支持Chipset解决方案,支持IEEE 802.11g标准并兼容802.11b,支持802.11e,配有标准CF接口,支持Ad Hoc和Infrastructure模式,支持漫游、WEP Key、WiFi 保护接入、802.1x 鉴权以及加密和Linux驱动等优点[4]。

对于环境监测功能,由于S3C2410本身具有A/D转换,因此可根据需要监测的对象设计外围检测电路,得到电信号后送入2410的ADC接口,然后由程序控制发送数据到监控中心并根据预设条件本地报警。

电路设计上我们将8个通道引出,连同电源和地提供了一个16针的插座,可根据监测需要,制作监测子板,插在插座上即可。

例如,要监测瓦斯浓度,可利用敏感元件对瓦斯的催化作用使瓦斯在元件表面上发生无焰燃烧,放出热量使元件温度上升,增加敏感元件铂丝的电阻值,通过惠斯登电桥测量电路测量其敏感元件电阻值变化量,再由运放单元对实现信号放大、调理和量程转换并送入ADC口[5]。

由于S3C2410本身没有CF卡控制器,设计增加了一片CL-PD6710芯片扩展出CF接口,与DRCM-81模块直连。

Codec单元是用UDA1341芯片与S3C2410的IIS接口共同实现。

存储单元中FLASH采用TE28F128,容量为16M 字节,SDRAM 采用HY57V561620,容量为32M 字节。

用户接口部分包括键盘和LCD,键盘电路由一块74HC273 锁存器和74LVCH244 缓冲器组成,通过软件方法识别按键, LCD采用2.7英寸的FSTN 16级灰度屏,160x240像素,直接连接S3C2410的LCD控制器。

4 便携终端的软件开发基于WiFi技术的井下智能终端的软件设计主要包括四部分工作:操作系统的选择与移植、WiFi模块的驱动、SIP协议栈的实现和应用程序的开发。

4.1 底层操作系统本设计选择了嵌入式Linux作为底层操作系统。

由于Linux本身具有良好的定植性和可裁剪性,对多任务调度和网络应用有着良好的支持。

采用Linux作为开发平台,可以使我们在开发应用程序时可以忽略硬件,而专注于功能实现。

我们采用的Linux版本为韩国MIZI公司为S3C2410处理器开发的板极BSP包,根据我们的硬件作了相应修改,包括I/O端口的调用、存储单元的配置以及键盘和LCD的驱动。

Linux对无线局域网有着很好的支持,其驱动都是基于PCMCIA/CF层的底层驱动。

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