【正文】 簡(jiǎn)指令集制造公司 AVR A與 V先生共同研究的 RISC 精簡(jiǎn)指令集高速 8 位單片機(jī) CGI Common Gateway Interface 通用網(wǎng)關(guān)接口 CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 COM Communication Port 串口 CPU Central Processing Unit 中央處理器 CRC Cyclical Redundancy Check 循環(huán)冗余碼校驗(yàn) DB Define Byte 定義字節(jié) DS Data Segment Register 數(shù)據(jù)段寄存器 GIS Geographic Information System 地理信息系統(tǒng) GND Ground 地線或零線 GNOME The GNU Network Object Model Environment GNU 網(wǎng)絡(luò)對(duì)象模型環(huán)境 GNU GNU39。 前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與傳輸，包括溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、時(shí)鐘數(shù)據(jù)，與 終端 服務(wù)器子系統(tǒng)通過(guò)串口進(jìn)行單工通信，其中包括單片機(jī)主控制處理模塊、溫度采集模塊、時(shí)鐘采集模塊、報(bào)警模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊等。I 基于 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 從上世紀(jì)的住宅電子化、住宅自動(dòng)化到今天的住宅智能化，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居正逐步融入到我們的生活當(dāng)中來(lái)。 終端 服務(wù)器子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸，即存儲(chǔ)從前端采集模 子系統(tǒng) 收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，傳輸獨(dú)立采集數(shù)據(jù)，其搭載的 BOA 服務(wù)器可以進(jìn)行遠(yuǎn)程瀏覽訪問(wèn)控制，包括前臺(tái)界面、后臺(tái)控制模塊、智能家居控制模塊等，另外，也可以進(jìn)行獨(dú)立數(shù)據(jù)采集以及傳輸。s Not Unix 引申為自由的軟件 GPGGA Global Positioning System Fix Data GPS 系統(tǒng)固定數(shù)據(jù) GPRMC Remended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data 建議使用最小 GPS 數(shù)據(jù)格式 GPS Global Positioning System 全球定位系統(tǒng) GRUB GRand Unified Bootloader 多重操作系統(tǒng)啟動(dòng)管理器 GUI Graphical User Interface 圖形用戶接口 IX HA Home Automation 住宅自動(dòng)化 HE Homen Electronics 住宅電子化 HI Home Intelligent 住宅智能化 HTML Hypertext Markup Language 超文本標(biāo)記語(yǔ)言 I/O input/output 輸入輸出端口 I2C Inter－ Integrated Circuit 內(nèi)部整合電路 IC Integrated Circuit 集成電路 IP Inter Protocol 網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)的協(xié)議 KDE Kool Desktop Environment K 桌面環(huán)境 LCD Liquid Crystal Display 液晶顯示器 LED Light Emitting Diode 發(fā)光二級(jí)管 LILO Linux Loader Linux 加載程序 MCS Microcontroller System 微控制系統(tǒng) MIME Multipurpose Inter Mail Extensions 多用途網(wǎng)際郵件擴(kuò)充協(xié)議 MJPEG Motion Joint Photographic Experts Group 運(yùn)動(dòng)聯(lián)合圖像專家小組 PC Personal Computer 個(gè)人計(jì)算機(jī) PNG Portable Network Graphic Format 可移植的網(wǎng)絡(luò)圖像格式 QTE Quick Time Event 快速反應(yīng)事件 RAM Random Access Memory 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RISC Reduced Instruction Set Computer 精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī) ROM ReadOnly Memory 只讀存儲(chǔ)器 RS Remended Standard 推薦標(biāo)準(zhǔn) RX Receive 接收 SD Secure Digital Memory Card 安全數(shù)碼卡 X SPI Serial Peripheral Interface 串行外設(shè)接口 STM Synchronous Transfer Module 同步傳輸模式 TCP Transmission Control Protocol 傳輸控制協(xié)議 TTL Time To Live 生存時(shí)間 TX Transmit 傳送 UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用異步接收 /發(fā)送裝置 UDP User Datagram Protocol 用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議 USB Universal Serial Bus 通用串口總線 UVC USB Video Class USB 視頻類別 VCC Volt Current Condenser 電源 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 從 20世紀(jì) 80年代初， 家用電器開始采用電子工藝技術(shù) ，住宅電子化 概念 （ HE,Homen Electronics）逐漸出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。智能家居 能夠讓 用戶 使用更加便捷、人性化的方式 來(lái)控制管理 家用電器 ，比如，通過(guò) 觸摸屏 、遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng) 等 控制家用設(shè)備；另一方面，智能家居內(nèi)的各種設(shè)備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動(dòng)運(yùn)行，從而給用戶帶來(lái)最大程度的高效、便利、舒適與安全。下面是系統(tǒng)的整體架構(gòu)框圖，如 圖 11 所 示。固化啟動(dòng)代碼是廠家生產(chǎn)芯片時(shí)固化在 ROM 中的， 其主要 作用是引導(dǎo) Bootloader；而Bootloader 是用來(lái)初始化硬件環(huán)境，加載 Linux 內(nèi)核。 嵌入式 Linux 系統(tǒng)的典型架構(gòu)，如 圖 21 所示。從 表中 可以看出， U_boot 對(duì)各種平臺(tái)的支持性比較好，事實(shí)上， U_boot 是遵循 GNU基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 條款的開放源代碼項(xiàng)目，可以引導(dǎo)多種操作系統(tǒng)、支持多種架構(gòu)的 CPU，比如 ARM、X8 PowerPC 等。 下面是 Bootloader 移植的簡(jiǎn)要步驟： 步驟一：修改頂層 Makefile，定義交叉編譯工具鏈和開發(fā)板配置選項(xiàng)，在 /board 目錄中建立開發(fā)板 micro2440 目錄，并拷貝復(fù)制 sbc2410x 的文件到此，并作適當(dāng)修改； 步驟二：測(cè)試編譯環(huán)境，對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整修改。 而 基于 物聯(lián)網(wǎng)的 的智能家居嵌入式系統(tǒng) 則 是在 的基礎(chǔ)上裁剪移植的。 (1) 主配制菜單界面，如 圖 22 所示。 (5) USB 攝像頭驅(qū)動(dòng)配置界面 在主菜單界面，進(jìn)入 Device DriversMultimedia deviceVideo capture adapters–V4L USB device 選擇如 圖 26 所示的 USB 攝像頭配置支持。 (9) 文件系統(tǒng)配置界面 在主菜單界面，進(jìn)入 File systemsMiscellaneous filesystems 選擇如 圖 210 所示的 yaffs2 支持。 每一個(gè)分區(qū)上的文件需要遵循一定的文件 系統(tǒng) 類型，比如 常見的 yaffs、 ntfs、 fat3ext3 等。 在虛擬機(jī)下編輯執(zhí)行腳本程序 rootfs .sh，完 成根文件系統(tǒng)目錄的創(chuàng)建工作，完善最小根文件系統(tǒng)， 其中包括 /bin、 /dev、 /lib 等。 (1) 主配置菜單界面，如 圖 212 所示。 圖 213 壓縮、解壓縮工具命令 Archival Utilities 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 214 核心命令 Core Utilities 圖 215 控制臺(tái)相關(guān)命令 Console Utilities (5) 編輯相關(guān)命令配置界面 在主配置菜單界面，選擇 Editor Utilities 選項(xiàng)，進(jìn)入 如 圖 216 所 示的編輯相關(guān)命令配置界面。當(dāng)然也可以使用 BusyBox 自帶的 mdev 程序， mdev 是嵌入式版本的 udev，在系統(tǒng)啟動(dòng)或者是熱插拔、加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)。 QT是由挪威 TrollTech公司 (現(xiàn)已被 Nokia 公司收購(gòu) )開發(fā)的跨平臺(tái)的 C++圖形用戶界面庫(kù)，目前包括基于 FrameBuffer 的 Qt Embedded、 Linux 版 集成開發(fā)工具 Qt Designer、國(guó)際化支持工具 Qt Linguist， PC 版集成開發(fā)工具 Qt Creator 等。 724 /* if(canaccel) { 725 *entryp=0。 ！ bin/bash PATH=/micro2440/bin:$PATH QTDIR=/micro2440 LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$ LD_LIBRARY_PATH export PATH QTDIR LD_LIBRARY_PATH 步驟四：在 micro2440 開發(fā)板下配置選項(xiàng)，移植相應(yīng)庫(kù)文件 在開發(fā)板根 目錄 下建立 micro2440 以及 tslib 目錄，接下來(lái)將在 PC 機(jī)上編 譯的庫(kù)文件以及配置文件 拷貝 到 micro24 tslib 目錄下。 /etc/profile 文件 export QTDIR=/micro2440 export TSLIB_TOOT=/tslib export PATH=$QTDIR/bin :$PATH export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0 export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event0 export TSLIB_PLUNGINDIR=$TSLIB_ROOT/lib/ts export TSLIB_CONFFILE=$TSLIB_ROOT/etc/ export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal export POINTERCAL_FILE=/etc/pointercal intelliMouse:/dev/input/mice 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。 編譯后的字庫(kù)不能很好地顯示界面，一般采用重新移植溫泉驛字庫(kù)，將解壓后的字庫(kù)文件移植到 /micro2440/lib/fonts 路徑下即可。 727 Insert_entry(*entryp,*lowest,*lowest)。 426 if(canaccel) 427 setupOffscreen()。 在制作完最 小根 文件系統(tǒng)之后，接下來(lái)就是制作根文件系統(tǒng)映像文件，即將 上述rootfs 目錄下的文件按照一定的格式存放在一個(gè)文件中，然后將這個(gè)文件移植燒寫到嵌入式設(shè)備上去。 (7) 進(jìn)程相關(guān)命令配置界面 在主配置菜單界面，選擇 Process Utilities 選項(xiàng)，進(jìn)入如 圖 218 所示的編輯相關(guān)命令配置界面。 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 圖 212 busybox 主配置界面 (3) 系統(tǒng)核心命令配置界面 在主配置菜單界面，選擇 Core Utilities 選項(xiàng)，進(jìn)入如 圖 214 所示的系統(tǒng)核心命令配置界面。 類似于裁剪 Linux 內(nèi)核，解壓源碼包進(jìn)入相應(yīng)目錄后，執(zhí)行 make menuconfig 命令即可進(jìn)入相應(yīng)的配置界面。 嵌入式 Linux 系統(tǒng)，在由 U_boot 引導(dǎo)內(nèi)核之后，需要加載根文件系統(tǒng)，而所謂的根文件系統(tǒng)，是根據(jù)需要專門定制后移植到嵌入式開發(fā)板上的。 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 圖 29 串口驅(qū)動(dòng)配置界面 圖 210 yaffs2 文件系統(tǒng)配置界面 圖 211 nfs 文件系統(tǒng)配置界面 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 根文件系統(tǒng)制作 區(qū)別于 Windows 系統(tǒng) ， Linux 中并沒有 C、 D、 E 等盤符的概念，它是以樹狀形式來(lái) 組織 管理 所有目錄、文件的，而其他分區(qū)則是以掛載的形式掛接在某個(gè)目錄上，然后通過(guò)訪問(wèn) 目錄 來(lái)訪問(wèn) 相應(yīng) 分區(qū)上的文件。 (7) AC97 音頻驅(qū)動(dòng)配置界面 在主菜單界面，進(jìn)入 Device DriversSound card support Advanced Linux Sound Architecture 選擇如 圖 28 所示的音頻驅(qū)動(dòng)配置支持。 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 圖 23 LCD 驅(qū)動(dòng)配置界面 (3) 觸摸屏驅(qū)動(dòng)配置界面 在主菜單界面，進(jìn) 入 Device DriversInput device SupportTouchscreens 選擇如 圖 24 所示的觸摸屏配置支持。 對(duì)于 ARM 架構(gòu)， 通過(guò) 缺省配置內(nèi)核， 在頂層目錄下 執(zhí)行 命令 mak