【正文】 ABSTRACT With the development of the work and wireless munication technology, people had started to constantly apply them to practical production and life, the Wireless Sensor Network is one of the good application examples. It mainly consists of the front desk system and background system. The front desk system is just like a embedded system, which contains a lot of sensors, control and wireless munication module, they are distributed in certain areas to acquire signal ,store data and forward information ,also they can municate with each other. The main task of the background system is the analysis and judgement of the information received from the front desk system, to achieve the purpose of realtime monitoring the area parameters, the Wireless Sensor Network generally used in monitoring the temperature, humidity, noise and various chemical position concentration parameters of biological habitats and industrial production process. This paper is mainly research the realization of the front embedded system in the Wireless Sensor Network and simply introduced the relevant contents of the wireless munication module, also specially discussed the implementation of signal acquisition and information process. It mainly included hardware and software ponents. Hardware has all kinds of sensors, such as the sound listener, USB cameras and TQ2440 development board, software is the key point which includes boot loader, Linux kernel, the file system and the whole cross development environment based on Qtopia, the most important is the development of application with Qtopia and Linux drivers, also introduced some contents of the USB protocol. Keyword: Wireless sensor work。 Linux Device Driver。 無線傳感網(wǎng)絡的特征 一、大規(guī)模網(wǎng)絡：大規(guī)模主要體現(xiàn)在兩方面。 三、動態(tài)性網(wǎng)絡。 無線傳感網(wǎng)絡的主要用途 目前，無線傳感網(wǎng)絡的應用主要集中在以下 一個領域：首先就是環(huán)境的檢測和保護，它可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環(huán)境變化對農(nóng)作物的影響，監(jiān)測海洋、大氣和土壤成分等；然后就是應用于醫(yī)療護理，通過在鞋、家具以及家用電器中嵌入式傳感器，幫助老齡及殘障人士的家庭生活，利用無線通信將傳感器聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息從而方便的進行護理；接著就是軍事領域，由于無線傳感器網(wǎng)絡具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中，包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資，判斷生物化學攻擊等多方面用途 ；最后無線傳感網(wǎng)絡還被應用于其他的一些領域，比如一些危險的工業(yè)環(huán)境如 井礦、核電廠等，工作人員可以通過它實施安全檢測，也可以用在交通領域作為車輛監(jiān)控的有力工具。目前國內(nèi)一個普遍被認可的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟硬件可裁剪、適應于系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求 的專用計算機系統(tǒng)。首先，嵌入式系統(tǒng)必須與具體應用相結(jié)合才會具有生命力、才更具有優(yōu)勢。 嵌入式系統(tǒng)的組成 嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成。在嵌入式系統(tǒng)中常用的 CPU 體系有 ARM, PowerPC, MIPS, ColdFire, Intel8051, Atmel AVR 等，其中 ARM 是目前用途最廣，產(chǎn)品出貨量最大的， PowerPC 和 MIPS 主要用于網(wǎng)絡協(xié)議處理和某些工業(yè)控制場合， Intel8051 和 Atmel AVR 都屬于功能相對簡單的單片機產(chǎn)品，但它們在一些低端的領域應用還是十分廣泛的。目前嵌入式操作系統(tǒng)一般有 181。 嵌入式系統(tǒng)的應用 嵌入式系統(tǒng)技術具有非常廣闊的應用前景，其應用領域包括： ? 工業(yè)控制領域 。這將是嵌入式系統(tǒng)最大的應用領域 之一 ，各種信息家電的網(wǎng)絡化智能化將引領人們的生活步入一個方便、快捷和安全的新環(huán)境，通過網(wǎng)絡遠程控制家里的一切，水、電 、煤氣表的遠程控制，安全防火、防盜系統(tǒng)等等，只有想不到的，沒有通過網(wǎng)絡做不到的。各種軍事設備，火炮控制系統(tǒng)，月球車，導彈發(fā)射系統(tǒng)等等都是嵌入式系統(tǒng)。 USB 接口除了使用方便、傳輸速度快外，它還具有熱插拔的特性，這也是為什么現(xiàn)在越來越多的設備支持 USB 接口的原因。 USB 協(xié)議系統(tǒng) 架構(gòu) USB 協(xié)議拓撲結(jié)構(gòu) USB 協(xié)議子系統(tǒng)系統(tǒng)包括主機和設備兩部分，其組成采用以下的層次結(jié)構(gòu)： 客戶軟件 設備功能U S B 系統(tǒng)軟件 U S B 邏輯設備U S B 總線接口 USB 總線接口互聯(lián)關系數(shù)據(jù)管理控制管道U S B 接口電纜主機 設備邏輯信號傳輸路徑實際信號傳輸路徑功 能 層U S B 設 備 層U S B 總 線 接口 層 圖 21 USB 系統(tǒng)的分層 圖 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 7 如圖 21 所示，主機與 USB 設備間的連接使用許多層上的 邏輯 連接組成， 就如同 TCP/IP 協(xié)議各層次關系一樣， 即總線接口層、設備層和功能層。 USB 系統(tǒng)主要由三個部分組成： USB 主機， USB 集線器和 USB 設備，采用級聯(lián)星型的拓撲結(jié)構(gòu)，一個系統(tǒng)中只有一個 USB 主機。許多不同功 能的設備放在一起構(gòu)成一個復合設備。每種通信流都采用了某種總線訪問方杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 8 法來完成主機上的軟件與設備之間的通信。這些傳輸數(shù)據(jù)被當做連續(xù)的比特流。 ? 控制傳輸類型支持外設與主機之間的控制、狀態(tài)及配置等信息的傳輸，為外設與主機之間提供一個控制通道，每種外設都支持控制傳輸類型，這樣主機與外設之間就可以傳輸配置、命令和狀態(tài)信息。 ? 批量傳輸類型支持打印機、掃描儀、 U盤等設備，這些外設與主機間傳輸數(shù)據(jù)量大，只有 USB滿足帶寬的情況下才進行該類型的數(shù)據(jù)傳輸 USB 的應用 虛擬儀器 虛擬儀器 [3]是基于計算機的信號測量技術，與傳統(tǒng)的儀器相比，虛擬儀器在各個方面都具有明顯的技術優(yōu)勢，根據(jù)采用的總線標準，虛擬儀器分為 PCI 總線式、VXI 總線式以及 PXI 總線式。各個模塊運行相應的軟件，實現(xiàn)特定的功能。該系統(tǒng)主要由認證服務器、認證客戶端、資源服務器及控制服務器組成。 有 機磷農(nóng)藥檢測系統(tǒng) 為了實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對有機磷農(nóng)藥的殘留量進行快速有效地檢測，研究人員設計了一種基于 USB 的有機磷農(nóng)藥檢測系統(tǒng) [2]。通過開發(fā) USB 協(xié)議傳輸事務，我們可以實現(xiàn) USB 事務在網(wǎng)絡上傳輸，遠程的主 機通過網(wǎng)絡就可以對本地的 USB從設備發(fā)起事務傳輸，這樣就實現(xiàn)了 USB總線上的多主設備模型。隨著集成電路，無線電以及無線局域網(wǎng)技術的發(fā)展，無線 USB 技術也會得到快速的應用，現(xiàn)在 WUSB[8]無線電在移動終端上的應用已經(jīng)成為可能。但是，如何將這些高科技應用形成一個低成本更人性化的系統(tǒng)將是一個挑戰(zhàn)，因為目前這樣的系統(tǒng)大多是基于 PC 的各種檢查設備，這樣導致成本很高而且不方便。 USB 驅(qū)動 USB驅(qū)動程序的開發(fā)涉及主機驅(qū)動和設備驅(qū)動兩個部分， USB主機控制器主要有 UHCI， OHCI,EHCI和 OTG四種主要類型的主機控制器， USB設備一般按類來分，有存儲類、人機接口類、通信類等，驅(qū)動的開發(fā)也是對于特定的類而不是某個設備。 USB核心用 usb_driver來標識一個 USB設備驅(qū)動，通過調(diào)用 usb_register(struct usb_driver *driver)和 usb_deregister(struct usb_driver *)注冊和注銷 USB設備驅(qū)動，struct usb_device_id用來描述 USB設備的功能和類別，通常 USB設備驅(qū)動會根據(jù)usb_device_id來判斷 USB設備是否是自身支持的設備， USB體系的各個模塊之間使用 USB請求塊進行信息的傳遞 ,它用 struct urb 結(jié)構(gòu)描述。 這只是一般驅(qū)動都會實現(xiàn)的基本步驟，實際的驅(qū)動比這要復雜得多。 信號和插槽機制是 Qt 的核心機制，要精通 Qt 編程就必須對信號和插槽有所了解。當一個信號被發(fā)射時，與其相關聯(lián)的插槽就將被執(zhí)行，就像一個正常的函數(shù)調(diào)用一樣，信號和插槽機制完全獨立與任何 GUI 事件循環(huán)。 Qt/Embedded 常用類 控件屬性類 QChar 類是 Qt 中用于表示一個字符的類，類內(nèi)部用兩個字節(jié)的 Unicode 編碼來表示一個字符； QString 類是 Qt 中用于表示字符串的類，它采用 Unicode 內(nèi)部編碼，可以表示世界上大多數(shù)語言的文字，它的存儲有引用計數(shù)，當一個 Qstring 對象被復制為另一個 Qstring 對象時，它們實 際上指向相同的存儲空間，僅僅是增加了一個引用計數(shù)，采用“按需復制”技術，當指向相同存儲空間的多個 Qstring 對象中的一個要被修改時，將真正復制一個新的字符串并進行修改； QPoint 類代表一個坐標點，它可以認為是一個整型的橫坐標和一個整型的縱坐標的組合； QSize 類代表一個矩形區(qū)域的大小，它可以認為是由一個整型的寬度和整型的高度組合而成的； QRect 類代表一個矩形區(qū)域，它可以認為是一個 QPoint 對象和一個 QSize 對象的組合， QPoint 對象是它的左上角的坐標， QSize 對象則是它的大?。? QFont 類代表字體； 常用控件類 QPixmap 類代表圖像 ； QIcon 類代表圖標，可以是一系列圖像的組合，每個圖像代表窗口的某種狀態(tài)杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 13 下應該顯示的圖標； QWidget 類代表一般的窗口，其他的窗口類都是從 QWidget 類集成出來的； Qdialog 類代表普通的對話框； Qlabel 類代表標簽，用于顯示文本或圖像的窗口部件； QpushButton 類代表按鈕； QcheckBox 類代表復選按鈕； QradioButton 類表示單選按鈕； QlineEdit 類表示編輯框； 這些都 是 Qt 開發(fā)過程中常用的控件類， Qt 中還有許多的控件。dlg,SIGNAL(clicked()),amp。 ()。 （ 1）本監(jiān)聽器能在 40 度到 20 度的氣溫下長期工作； （ 2）信號輸出引線能長達 1000 米； （ 3）靜態(tài)電流： ； （ 4）供電電壓： 12v 直流 （ 5）最大不失真輸出信號電壓 ； （ 6）監(jiān)聽場合 100 平方米內(nèi)不會失真。 USB 攝像頭 目前市場上主流攝像頭使用的感光元件 主要是 CCD 何 CMOS 兩種。 主控模塊是 TQ2440 開發(fā)板，它提供了 USB 接口，因此只需將 USB 攝像頭接杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 16 在其接口上就完成了硬件方面的工作，其主要開發(fā)過程在軟件方面。這些資源對于開發(fā)一些嵌入式系統(tǒng)遠遠足夠。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動物體之間建立微波通信聯(lián)系。 UBOOT[4]移植 系統(tǒng)的 bootloader 主要是完成兩個階段的工作，第一階段， bootloader 執(zhí)行最基本的硬件初始化操作，如關中斷、關閉看門狗以及避免 處理器被復位、關閉 MMU和處理器緩存、設置系統(tǒng)時鐘和初始化內(nèi)存等。 讀寫 NAND FLAS