【正文】 內(nèi)核模塊可以單獨(dú)編譯，在運(yùn)行時(shí)被鏈接到內(nèi)核，作為內(nèi)核的一部分在內(nèi)核空間中運(yùn)行。每個(gè)硬件模塊在嵌入式開(kāi)發(fā)中稱為設(shè)備，每個(gè)設(shè)備想要 運(yùn)行都要在 Linux 內(nèi)核中編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 ? /usr 存放的是共享、只讀的程序和數(shù)據(jù)，這表明 /usr 目錄下的內(nèi)容可以在多個(gè)主機(jī)間共享，這些主要也符合 FHS 標(biāo)準(zhǔn)的。這些存放在同一個(gè)分區(qū)中的基本且必需的文件合起來(lái)稱為根文件系統(tǒng) 。 Linux 內(nèi)核源代碼很龐大，想要 短時(shí)間內(nèi)讀懂大部分內(nèi)核源代碼幾乎是不可能的，此次設(shè)計(jì)用的是開(kāi)發(fā)板自帶的內(nèi)核，版本號(hào)是 。 定制 Linxu 內(nèi)核 Linux 是最受歡迎的自由電腦操作系統(tǒng)內(nèi)核。 （ 3） 文件系統(tǒng)，包括了系統(tǒng)命令和應(yīng)用程序。下面介紹 NFS 服務(wù)器的安裝和配置。 在操作終端上創(chuàng)建工作目錄 /opt/FriendlyARM/mini2440，在此終端上解壓安裝源代碼，此次用的是內(nèi)核自帶的內(nèi)核源代碼 : 。 CRAMFS 文件系統(tǒng)是專門針對(duì)閃存（如 NorFlash)設(shè)計(jì)的只讀壓縮的文件系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)解壓縮方式，小巧且速度快。 智能家居系統(tǒng)并不需要很嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性，而且在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵任務(wù)將可以由可編程器件實(shí)現(xiàn)，僅向系統(tǒng)提供一個(gè)狀態(tài)信息。 （ 5） 成本。集中精力研發(fā)出產(chǎn)品的特色，其他功能盡量由操作系統(tǒng)附加或采用第三方產(chǎn)品，因此操作系統(tǒng)的可利用資源對(duì) 于選型是一個(gè)重要的參考條件， Linux 和 WinCE 都有大量的資源可以利用，這是他們被看好的重要原因。 （ 2） 可移植性。 Windows CE 為工作、家庭及其間的任何一部分開(kāi)啟了動(dòng)態(tài)的、嶄新的開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)景。 VxWorks 采用 GNU 類型的編譯和調(diào)試器，它的大多數(shù) API 函數(shù)都是專有的。 ? μC/OS II μ C/OS是美國(guó)人 Jean Labrosse 在 1992年開(kāi)發(fā)的一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng) [8]，并于 1998年推出了它的升級(jí)版本μ C/OSII。嵌入式 Linux(EmbeddedLinux)是指對(duì)標(biāo)準(zhǔn) Limix 進(jìn)行小型化裁剪處理后，可固化在存儲(chǔ)器或單片機(jī)中，適合于特定嵌入式應(yīng)用場(chǎng)合的專用 Linux 操作系統(tǒng)。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 ISD1700 系列錄放芯片可工作于獨(dú)立按鍵模式和 SPI 控制模式。 MQ2 的主要特征如下： ? 工作溫度： 10℃～ +50℃ ? 報(bào)警濃度： ～ %FT ? 工作濕度： 10～ 90% ? 工作電源： 12VDC/9VDC ? 信號(hào)輸出：常開(kāi) /常閉 ? 安裝方式：吸頂 ? 外殼：阻燃樹(shù)脂 ? 產(chǎn)品尺寸：直徑 105mm 厚度 32mm 圖 MQ2 引腳接線圖 根據(jù) MQ2 的工作原理（其電導(dǎo)率隨著氣體濃度的增大而增大，其電阻是電導(dǎo)率的倒數(shù)，所以隨著煙霧濃度的增大其電阻是減小的）并且參考圖 MQ2Datasheet 上的測(cè)試電路，在根據(jù)圖 的電路圖，可以得到 煙霧傳感器的輸出電壓如式 所示。 （ 3） VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 ? 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。 ? 通訊接口： RS232（指令和數(shù)據(jù)的雙向傳送 ）。 在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線公話以及無(wú)線 POS 終端等領(lǐng)域您都能看到 TC35 無(wú)線模塊在發(fā)揮作用。 ? 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： ? 內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘（帶后備鋰電池） 。 ? 6 USER buttons(帶引出座 ) 。 梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng) 10 ? 接口和資源： ? 1 個(gè) 100M 以太網(wǎng) RJ45 接口 (采用 DM9000 網(wǎng)絡(luò)芯片 ) 。 本系統(tǒng)初期采用友 善之臂公司集成的 mini2440 開(kāi)發(fā)板， 開(kāi)發(fā)板硬件資源如下所示。 各個(gè)模塊相互獨(dú)立，某個(gè)模塊出現(xiàn)故障不影響其他模塊運(yùn)行。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 智能家居又稱智能住宅，它的最基本目的是為人們提供一個(gè)舒適、安全、高效、方便、實(shí)用的生活環(huán)境。同時(shí)智能化家居的概念也更加明確，相關(guān)的智能化技術(shù)得到了顯著地發(fā)展，使開(kāi)發(fā)能獲得大量先進(jìn)的資料。同時(shí)，智能家居控制器可以根據(jù)住戶的要求調(diào)整方案，加強(qiáng)緊急處理，危機(jī)救護(hù)等急救控制，充分達(dá)到只要是“用戶想要的，就是我們追求的”宗旨。 B 系列：遵循 X10 協(xié)議的家庭控制產(chǎn)品，適用于中檔住宅區(qū)。隨著信息化走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)，而信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已經(jīng)被列為了國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)劃。 但由于其工程要求復(fù)雜嚴(yán)苛，并且價(jià)格較高，因此一直無(wú)法打開(kāi)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。近年來(lái)，以美國(guó)微軟公司及摩托羅拉公司等為首的一批國(guó)外知名企業(yè)，先后擠身于智能家居的研發(fā)中。 智能家居控制系統(tǒng)提供高效、舒適的家居環(huán)境，確保住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全；集中或遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)家居環(huán)境的溫度、濕度以及風(fēng)的速度等，同時(shí)檢查空氣成分，提高空氣質(zhì)量；調(diào)節(jié)音響，電視等娛樂(lè)設(shè)施，愉悅心情；合理利用太陽(yáng)能活周遭環(huán)境的變化，盡可能的節(jié)約能耗，達(dá)到合理利用資源；提供現(xiàn)代化的通信、信息服務(wù)。智能化與遠(yuǎn)程控制是智能家居的兩大特點(diǎn)。智能家居系統(tǒng)是將 大大小小的各種家用電器以及家庭安全保護(hù)設(shè)備通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接起來(lái)，可以進(jìn)行集中或遠(yuǎn)程的監(jiān)控、管理，為家庭住宅環(huán)境的安全提供了高效的管理方式。智能家居就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。 智能家居是一個(gè)多功能的系統(tǒng)，它包括可視化對(duì)講、家庭內(nèi)部的安全防范、家電遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷及護(hù)理系統(tǒng)，網(wǎng)上教育系統(tǒng)、家庭影星系統(tǒng)等。在市場(chǎng)應(yīng)用方面， 20xx 年從整體來(lái)看，占據(jù)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)主要份額的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹悄芄I(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能 農(nóng)業(yè)、智能環(huán)保和智能家居等。其英文名稱是“ The inter of things”。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。家居不再是生活起居的場(chǎng)所，同時(shí)也 是休閑、娛樂(lè)的地方。隨著信息技術(shù)和 Inter 技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家居技術(shù)在實(shí)現(xiàn)成本上大幅度降低，同時(shí)人們永不停步地追求生活智能化和舒適化，如果技術(shù)更加成熟、成本更加低廉 ，功能更加完美，其市場(chǎng)需求將會(huì)非常巨大。 最終 利用 人體紅外傳感器 (infrared sensor)、 GSM 模塊、 溫度傳感器 (temperature transmitter)、 光電 傳感器 (photoelectric sensor)，煙霧傳感器 (MQ2)，繼電器等，結(jié)合電路組裝成系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)房屋的遠(yuǎn)程監(jiān)控 ，以及保護(hù)人員、物體的安全 ，方便用戶隨時(shí)在最短的時(shí)間內(nèi)了解并掌握房屋情況。它是以家為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、自?dòng)化，智能化于一體的 高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。 國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 智能家居的發(fā)展分為三個(gè)階段 [2]： 首先是家庭電子化（ Home Electronics）階段，這個(gè)時(shí)期主要是面向單個(gè)的電器，家庭電器之間并沒(méi)有形成網(wǎng)絡(luò)，亦沒(méi)有大的聯(lián)系?，F(xiàn)在，國(guó)外的智能家居系統(tǒng)技術(shù)己日趨成熟，預(yù)計(jì)今年， 50%以上的新房將具有一定的“智能型家居”功能。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)同樣的功能， X10 家居控制系統(tǒng)是利用 220v 電力線將發(fā)射器發(fā)出的 X10 信號(hào)傳送給接收器從而實(shí)現(xiàn)智能化的控制，因此采用這套系統(tǒng)不需要額外的布線，這也是這套系統(tǒng)的最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠渌到y(tǒng)基本上都需要布低壓線，在墻上或地面開(kāi)槽、鉆孔，施工難度大、費(fèi)用高、工期長(zhǎng)。眾所周知，我國(guó)的智能化住宅建設(shè)最早起于上海、廣州和深圳等沿海城市，并逐漸向內(nèi)陸發(fā)展 [3]。 （ 2） ehome 數(shù)字家園（清華同方），該智能家居控制系統(tǒng)是專門針對(duì)中國(guó)家庭設(shè)計(jì)的，遵循國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 采用嵌入式軟、硬件技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及末端設(shè)備。家居智能化控制的開(kāi)發(fā)和建設(shè)是未來(lái)國(guó)家、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì) [4]。而嵌入式技術(shù)在最近幾年得到了廣闊的發(fā)展 [5]。 （ 4） 當(dāng) 有小孩靠近窗戶時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)把窗戶關(guān)上，避免小孩可能發(fā)生墜樓的危險(xiǎn) ，當(dāng)小孩離 開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng) 把 窗戶 打開(kāi) 。在要求智能家居控制系統(tǒng)方便快捷的同時(shí)，還要求產(chǎn)品外觀小、功耗低、成本低和擴(kuò)展性號(hào)的特點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，ARM 處理器經(jīng)歷了包括 ARM ARM ARM11 等在內(nèi)的多個(gè)發(fā)展階段，不斷成熟的 ARM 處理器的應(yīng)用必將為嵌入式的發(fā)展帶來(lái)新的活力，是更高端的產(chǎn)品應(yīng)用成為可能。 ? LCD 顯示： ? 板上集成 4 線電阻式觸摸屏接口，可以直接連接四線電阻觸摸屏， 支持黑白、 4 級(jí)灰度、 16 級(jí)灰度、 256 色、 4096 色 STN 液晶屏，尺寸從 寸到 寸。 ? 1 路立體聲音頻輸出接口，一路麥克風(fēng)接口。 ? 板載實(shí)時(shí)時(shí)鐘電池。 ? (R3)。 ? 天線：由天線連接器連接外部天線 。 圖 TC35 模塊和 max232 串口轉(zhuǎn)換電路 溫度傳感器 本系統(tǒng)選擇 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 ? PVC 電纜直接出線或德式球型接線盒出線 ,便于與其它電器設(shè)備連接。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變 化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的20xx 屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 輸出信號(hào)。 梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng) 14 圖 光電傳感器引腳圖 光電傳感器簡(jiǎn)單易用，正確接好線之后輸入 高電平，當(dāng)檢測(cè)到有障礙物時(shí)會(huì)一直輸出低電平信號(hào)。繼電器是一種控制器件。此處，繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩層意思：一是通過(guò) GPIO 口對(duì)繼電器本身進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器對(duì)于 ARM 來(lái)說(shuō)是一個(gè)功率器件；另一個(gè)就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其它負(fù)載，比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器，也可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，因此繼電 器驅(qū)動(dòng)就是 ARM 與其塔大功率負(fù)載的接口。 （ 5） 廣泛的硬件支持： 支持 x8 ARM、 MIPS 等多種 體系結(jié)構(gòu)。 20xx 屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 ? VxWorks VxWorks 是美國(guó) WindRiver System 公司開(kāi)發(fā)的一款嵌入式實(shí)時(shí) 操作系統(tǒng)具有良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性，是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場(chǎng)占有率最高的商業(yè)系統(tǒng)。它的一個(gè)最大的特點(diǎn)就是省電以及系統(tǒng)資源開(kāi)銷較少，速度也很快，但不支持多線程，長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展受到影響。 （ 1） 市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)間。很難設(shè)想開(kāi)發(fā)一個(gè)嵌入式瀏覽器而僅能在某一特定環(huán)境下應(yīng)用，反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)產(chǎn)品與平臺(tái)和操作系統(tǒng)緊密結(jié)合時(shí)，往往你的產(chǎn)品的特色就蘊(yùn)含其中。信息產(chǎn)品不同于傳統(tǒng) PC 的 Wintel 結(jié)構(gòu)的單純性，用戶的需求是千差萬(wàn)別的，硬件平臺(tái)也都不一樣，所以對(duì)系統(tǒng)的定制能力提 出了要求。 （ 6） 中文內(nèi)核支持。 在文件系統(tǒng)方面，目前 FLASH 上常用的文件系統(tǒng)主要有 JFFS CRAMFS、 YaffsROMFS 以及 ROMFS 等。首先確定了 SAMSUNG 公司的 32 位 RISC 處理器 S3C2440 作為微控制器芯片；其次是介紹本智能家居各模塊所使用到的硬件 設(shè)備 ， 接著介紹幾種嵌入式操作系統(tǒng) 和選擇嵌入式操作系統(tǒng)的依據(jù)， 最后確定了適合 CPU 的最佳嵌入式操作系統(tǒng) 。 20xx 屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 配置網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) NFS NFS 是 Network File System 的簡(jiǎn)寫，即網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)， NFS 允許一個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上與他人共享文件。 在命令行下運(yùn)行以下命令即可： /etc/。盡管如此，一些功能強(qiáng)大、支持硬件環(huán)境較多的 BootLoader 也被廣大的使用者和愛(ài)好者所支持，從而形成了一些被廣泛認(rèn)可的、較為通用的的 bootloader 實(shí)現(xiàn)。“內(nèi)核”指的是一個(gè)提供硬件抽象層、磁盤及文件系統(tǒng)控制、多任務(wù)等功能的系統(tǒng)軟件。在 Linux 中沒(méi)有文件系統(tǒng)的話，用戶和操作系統(tǒng)的交互也就斷開(kāi)了，所有應(yīng)用用戶程序，都沒(méi)有辦法運(yùn)行。運(yùn)行根文件系統(tǒng)中的可執(zhí)行程序。 本章小結(jié) 本章主要介紹了嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建過(guò)程。 Linux 驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行的原理 如圖 所示。 一般來(lái)說(shuō)， Linux 系統(tǒng)將設(shè)備分為 3 種類型：字符設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是 操作系統(tǒng)的一部分，通常運(yùn)行在內(nèi)核層。用來(lái)臨時(shí)掛載光盤、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等。 ? /sbin 存放系統(tǒng)命令，只有系統(tǒng)管理員（ root）能夠使用的命令，系統(tǒng)命令還可以存放在 /usr/sbin,/usr/local/sbin 目錄下， /sbin 目錄中存放的是基本的系統(tǒng)命令，它們用于啟動(dòng)系統(tǒng)和修復(fù)系統(tǒng) 等 ? /etc 存放著系統(tǒng)主要的配置文件，例如人員的賬號(hào)密碼文件、各種服務(wù)的其實(shí)文件等。 根文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)是對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)進(jìn)行組織的機(jī)制。該計(jì)劃開(kāi)始于 1991 年，在計(jì)劃的早期有一些 Minix 黑客提供了協(xié)助，而今天全球無(wú)數(shù)程序員正在為該計(jì)劃無(wú)償提供幫助。 bootloader位于最底層，首先被運(yùn)行來(lái)引導(dǎo)操作系統(tǒng)運(yùn)行，很容易可以看出 bootloader 是底層程序所以它的實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重地依賴于硬件，特別是在嵌 入式世界。接著在 Fedora 的終端上運(yùn)行命令 gedit /etc/exports ，編輯 nfs 服務(wù)的配置文件，添加以下內(nèi)容/opt/FriendlyARM/mini2440/rootfs_qtopia_qt