嵌入式远程粮仓温湿度监测系统设计

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1、嵌入式远程粮仓温湿度监测系统设计摘要：本设计构建并实现了基于ARM的嵌入式Web的远程粮仓温湿度监测系统，介绍了嵌入式Linux操作系统在ARM9芯片S3C2410中上的移植，包括嵌入式Web服务器的硬件结构、软件设计以及嵌入式Linux操作系统下Web服务器的实现方法。关键词：嵌入式网络ARMS3C2410Linux远程监测0引言随着嵌入式技术的不断发展，人们越来越青睐开发以应用为中心的嵌入式系统。更为重要的是，网络化已经成为嵌入式系统发展的一大趋势，人们可以通过Internet网络自动地、实时地、方便地获取需要的嵌入式系统信息。本设计基于某

2、一粮仓进行网络监测的需求实现嵌入式系统开发，要求通过局域网或Internet获取粮仓的温度、湿度及其他信息。温度等信息的测量有相应的软件和硬件模块，有接口和网络功能实现连接。考虑网络功能的嵌入式系统具有以下特点[1]:①监测设备一方面是网络服务器，另一方面具有转换信号、采样及TCP/IP通信等功能，并且该监测设备具有结构简单、安装方便、成本低、易实现的优点；②客户端无需任何额外程序，通过Web浏览器就能对设备进行监测；③采用TCP/IP网络协议标准，系统组网容易，传输数据量大、传输速率快。根据要求，本文提出基于S3C2410和Linux嵌入式系

3、统Web服务器的实现方案。1系统结构设计1.1系统硬件设计通过专用的嵌入式网关连接或者专用的Web服务器实现嵌入式设备Web服务，本文借助嵌入式系统自身实现Web服务器的功能。通过相应的处理，将前端传感设备采集的现场信号转换为网络信号，同时确保该网络信号符合TCP/IP协议，采用微处理器S3C2410与Linux进行结合，在一定程度上构建嵌入式Web服务系统。通常情况下，核心控制器S3C2410.时钟、复位、电源电路模块、RS232接口电路、以太网接口电路、存储器模块，以及JTAG接口电路等共同组成硬件电路。通过任一个局域网或Internet终

4、端，用户就能对该监测数据进行访问，系统硬件结构如图1所示：选用ARM9芯片S3C2410作为系统主控制器，该微处理器的特点是性价比高、功耗低。系统带有UARTO和UART1两个串行接口，其中UARTI复用支持RS485和RS422接口；存储器包括SDRAM和FLASH,该系统一方面配置了一片Intelstrataflash,—片Atmel的AT49LV1614A,2MBNORflash,两片32MB的三星SDRAM,另一方面配置了SD卡座和SMC卡座[2]。1.2系统软件设计[3][4][5]嵌入式Linux操作系统的移植和嵌入式Web服务器移

5、植系统软件设计的重点。对于嵌入式Linux操作系统的移植来说，主要涉及BootLoader、内核，以及根文件系统的移植。BootLoader作为嵌入式系统的引导程序，这是一段代码，该代码在处理器加电复位后首先执行，初始化系统硬件，同时设置相应的堆栈指针，然后跳转到操作系统内核的入口，并且将系统控制权转交给操作系统。在Linux操作系统中，内核作为核心，是一种系统软件，对硬件资源进行管理，同时控制运行程序、改善人机界面，以及为应用软件提供支持。它对嵌入式系统进行管理是通过处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理来实现的。根文件系统包含系统使用的

6、软件和库，以及为用户提供支持架构和用户使用的应用软件，并作为存储数据读/写结果的区域，是Linux系统的重要组成部分。嵌入式Web服务器移植主要包括httpd、thttpd和boa三种。本系统选择boaWebServer,它能够支持CGI,比较适合于嵌入式系统。CommonGatewayInterface（通用网关接口，CGI）提供web服务器一个执行外部程序的通道，浏览器和服务器之间借助这种服务端技术进而具有交互性，可以利用任何程序设计语言编写CGI程序。客户端请求通过boa进行接收，同时boa对其进行请求分析、请求响应，以及向客户端返回请求

7、等。下载boaWeb服务器的源代码boa-0.94.14rc21.tar.bz2^安装并编译boa源代码，实现嵌入式Web服务器移植。之后，配置Web服务器、制作cramfs文件系统、将VIVI、内核和文件系统的映像文件烧录到系统存储器中，完成嵌入式Linux系统的移植。完成嵌入式Linux系统的移植之后，将设计的远程粮仓温湿度应用程序在Linux嵌入式系统中运行，即可以实现课题要求的远程粮仓温湿度监测功能。2其它设计2.1温度传感器温度传感器采用单线数字温度传感器DS18B20oDS18B20是DALLAS半导体公司生产的新一代适配微处理器的

8、单线智能温度传感器，是世界上第一片支持“one-Wire”总线接口的温度传感器，从DS18B20读出信息或向DS18B20写入信息仅需要一根口线（单线