【正文】 器材里的主角；與 CCD 相比， CMOS 具有節(jié)能及成本低等特點(diǎn)，因而中低端攝像頭幾乎全都 采用 CMOS 作為感光元件 。 } （ 5）編輯工程文件 文件 TEMPLATE = app CONFIG = qt warn_on release HEADERS = SOURCES = INTERFACES = （ 6）生成 Makefile 文件 tmake –o Makefile （ 7）編譯鏈接整個(gè)工程 make （ 8）生成可執(zhí)行文 件 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 5 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 信號(hào)采集模塊 信號(hào)的采集主要包括音頻數(shù)據(jù)采樣和視頻數(shù)據(jù)采集，音頻數(shù)據(jù)通過(guò) A/D 接口采樣，視頻數(shù)據(jù)通過(guò) USB 接口采集， A/D 接口外接微音監(jiān)聽(tīng)器， USB 接口接攝像頭。 Hello dlg。當(dāng)某個(gè)信號(hào)對(duì)其客戶或所有者內(nèi)部狀態(tài)發(fā)送改變時(shí)，信號(hào)就被一個(gè)對(duì)象發(fā)射。 由于 USB支持四種類(lèi)型的傳輸，因此也有四種類(lèi)型的 urb，用于控制傳輸類(lèi)型的 urb 用 usb_fill_control_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,unsigned int pipe,unsigned char *setup_packets,void *transfer_buffer,int buffer_length,usb_plete_t plete_fn,void *context)函數(shù)填充 ，中斷類(lèi)型的 urb用usb_fill_int_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,unsigned int pipe,void *transfer_buffer, int buffer_length,usb_plete_t plete_fn ,void *context, int interval)函數(shù)填充，批量傳輸類(lèi)型的 urb用 usb_fill_bulk_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,unsigned int pipe,void *transfer_buffer,int buffer_length,usb_plete_t plete_fn, void *context)函數(shù)構(gòu)造，而對(duì)于等時(shí)傳輸類(lèi)型 的 urb沒(méi)有現(xiàn)成的函數(shù)進(jìn)行構(gòu)造，需要自己手動(dòng)填充。這個(gè)系統(tǒng)主要由基于 ARM 的嵌入式系統(tǒng)， USB 接口和遠(yuǎn)程通信技術(shù) 構(gòu)成， USB 接口是這個(gè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵平臺(tái)，ARM微處理器是控制 USB主機(jī)的操作以及擴(kuò)展每一個(gè) USB設(shè)備代表的醫(yī)療請(qǐng)求，每個(gè) USB 設(shè)備的醫(yī)療請(qǐng)求通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)家庭醫(yī)療系統(tǒng)。通過(guò)采用 USB 事務(wù)中繼技術(shù) [4]，我們建立能夠處理多客戶端訪問(wèn)本地設(shè)備的分時(shí)服務(wù)器，這樣客戶端就可以根據(jù)工作的需要取得和釋放遠(yuǎn)程 USB設(shè)備的使用權(quán)，這樣就大大提高了資源的利用率 。認(rèn)證服務(wù)器主要完成與客戶端的認(rèn)證工作，它存放用戶的身份認(rèn)證信息和本地的一些安全參數(shù)信息，同時(shí)為保證用戶與認(rèn)證服務(wù)器之間的通信，以及實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)服務(wù)器的身份認(rèn)證，認(rèn)證服務(wù)器擁有 RSA 公私密鑰對(duì)。因此將 USB 總線技術(shù)與虛擬儀器相杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 結(jié)合有很好的商業(yè)價(jià)值 。 USB驅(qū)動(dòng)為主機(jī)軟件的需求建立了接口和管道，當(dāng) 提出配置請(qǐng)求時(shí)，主控制器根據(jù)提供的參數(shù)提供服務(wù)。邏輯拓?fù)淙鐖D 23 所示。 USB 總線會(huì)根據(jù)外設(shè)情況在兩種傳輸模式中自動(dòng)的動(dòng)態(tài)切換。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3 USB 協(xié)議實(shí)現(xiàn) USB 協(xié) 議的發(fā)展 隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，外圍的設(shè)備也日益增多，但是這些設(shè)備的接口各不相同，有串口、并口等，為了能夠讓這些設(shè)備用統(tǒng)一的接口接入計(jì)算機(jī)， 1994年底，由 Intel、 IBM、 Microsoft 等多家公司聯(lián)合提出了 USB（通用串行總線）這個(gè)概念， USB 就是在這種情況下產(chǎn)生的。雖然就傳統(tǒng)的工業(yè)控制產(chǎn)品而言，低端的微控制器芯片使用還是占絕大多數(shù)，但是隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，高端的芯片將逐漸成為工業(yè)控制的核心。 軟件部分 嵌入式軟件包括嵌入式操作系統(tǒng)以及基于系統(tǒng)之上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件。最后，嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)軟硬件進(jìn)行裁剪，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 嵌入式系統(tǒng)概述 嵌入式系統(tǒng)介紹 根據(jù) IEEE(電氣與電子工程師協(xié)會(huì) )的定義，嵌入式系統(tǒng) [3]是 “控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備的裝置 ”。 二、自組織網(wǎng)絡(luò)。 Qtopia。 本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 2022 屆） 題 目 嵌入式聲光數(shù)據(jù)采集平臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 自動(dòng)化 專(zhuān) 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 摘 要 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，人們就開(kāi)始不斷將這些新的技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)和生活中 ，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)很好的應(yīng)用實(shí)例。 USB protocol。一方面是傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)，如在原始森林采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行森林防火和環(huán)境監(jiān)測(cè)，需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在一個(gè)面積不是很大的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)將會(huì)用于更多的領(lǐng)域。其次，嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及電子技術(shù)和各行業(yè)的具體應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，這就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。外圍相關(guān)的硬件電路主要有內(nèi)存 SDRAM， 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 NAND FLASH, SD 卡，觸摸屏，顯示器， USB 接口，網(wǎng)卡，串口等接口電路，這些設(shè)備和普通 PC 機(jī)上的不同，因?yàn)樗鼈冃枰m應(yīng)于特定場(chǎng)合環(huán)境 。由于芯片技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)有大量的 1 32 位嵌入式微控制器應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中，如工業(yè)工程控制、數(shù)控機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、石油化工系統(tǒng)，這樣不僅大大減少了人 力的需求而且使得控制更加的方便和智能。 嵌入式系統(tǒng)在我們的生活中隨處可見(jiàn) ，無(wú)所不包，但是嵌入式技術(shù)還在不斷的發(fā)展，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)主要有嵌入式微處理器的發(fā)展，使得系統(tǒng)運(yùn)行更快，功能更強(qiáng)大；隨著因特網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)更加網(wǎng)絡(luò)化和信息化，各種系統(tǒng)可以統(tǒng)一杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 組網(wǎng)，從而達(dá)到更加高效管理的目的；嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核更加精簡(jiǎn)、功耗和系統(tǒng)成本更低，這些都要求更先進(jìn)的嵌入式軟件技術(shù)；能夠提供更加友好的人機(jī)界面，方便用戶的使用。以下描述了USB 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)即總線拓?fù)洌? （ 1）總線的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) USB 采用四線電 纜，其中兩根是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游設(shè)備 提供電源 。 主 機(jī)設(shè) 備設(shè) 備H u bH u bH u b設(shè) 備H u b設(shè) 備復(fù) 合 設(shè) 備 圖 22 USB 的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) （ 2）總線的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在物理結(jié)構(gòu)上，設(shè)備通過(guò) Hub 連接到主機(jī)上，但在邏輯上，主機(jī)是直接與各個(gè)邏輯設(shè)備通信的。每個(gè)設(shè)備提供了一個(gè)或多個(gè)可以與客戶程序通信的接口，每個(gè)接口由多個(gè)管道組成，它們分別獨(dú)立的在客戶程序和設(shè)備的特定端點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)。自從 總線協(xié)議推出后， USB 總線就因其便捷、快速和即插即用等優(yōu)點(diǎn)得到迅速的應(yīng)用?？刂品?wù)器主要完成截獲用戶發(fā)向資源服務(wù)器認(rèn)證的請(qǐng)求連接，將其轉(zhuǎn)發(fā)到認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行用戶的身份認(rèn)證，當(dāng)認(rèn)證成功為用戶建立訪問(wèn)資源服務(wù)器的透明代理。因?yàn)槲覀兊南到y(tǒng)允許原來(lái)的 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)不用進(jìn)行修改就可以用于訪問(wèn)現(xiàn)在的虛擬 USB 設(shè)備，所以我們可以像訪問(wèn)本地設(shè)備一樣訪問(wèn)遠(yuǎn)杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 程的 USB 設(shè)備。因此，研究人員就提出了基于 ARM 的嵌入式醫(yī)療系統(tǒng)。創(chuàng)建一個(gè) urb用usb_alloc_urb(int iso_packets, intmem_flags)函數(shù)，釋放一個(gè) urb用 usb_free_urb(struct urb *urb)函數(shù)，提交一個(gè) urb給 USB核心用 usb_submit_urb(struct urb *urb,gfp_t mem_flags)。信號(hào)和插槽是一種高級(jí)接口，應(yīng)用于對(duì)象直接的通信，它是 Qt 的核心特性，也是 Qt 區(qū)別與其它工具包的重要地方。 Qt/Embedded 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā) 圖 41 Qt 應(yīng)用程序流程圖 （ 1）生成一個(gè)工程文件 (.pro 文件 ) Progen –t –o （ 2） 新建一個(gè)窗體 ./designer （ 3） 生成 Hello 窗體類(lèi)的頭文件和實(shí)現(xiàn)文件 cd uic –o uic –o –impl （ 4）編寫(xiě)主函數(shù) include “” include 主函數(shù) 類(lèi)源文件 窗體 工程文件 修改工程文件 Makefile 文件 鏈接工程 可執(zhí)行文件 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 int main(int argc,char *argv) { Qapplication app(argc,argv)。 Return ()。它們的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)中的底片。本課題用到的主要有 A/D 通道 和 USB 設(shè)備控制器接口及通用 I/O 端口，還有串口，網(wǎng)口，觸摸屏等輔助模塊 。這一階段的代碼通常由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，為了運(yùn)行下一階段的 C 程序代碼還必須設(shè)置好堆棧；第二階段用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，主要的任務(wù)有，初始化各種硬件設(shè)備，檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)存，將內(nèi)核加載到內(nèi)存空間，跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核代碼處，開(kāi)始執(zhí)行內(nèi)核初始化代碼，控制權(quán)交給內(nèi)核， bootloader的任務(wù)完成。下面就是創(chuàng)建自己的根文件系統(tǒng)的一般步驟： ? 創(chuàng)建目錄： mkdir bin dev lib etc proc sbin sys usr mnt tmp var usr/bin usr/lib usr/sbin lib/modules ? 創(chuàng)建設(shè)備文件； mknod –m 666 console c 5 1。我們使用的交叉編譯器是 armlinuxgcc,交叉連接器是 armlinuxld，我們只需要將它們解壓，并將它們的目錄添加到環(huán)境變量中，就可以在任何地方使用相關(guān)工具。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 顯示模塊主要是調(diào)用 QT 提供的 API 函數(shù)進(jìn)行劃線以及不斷的重繪界面，從 而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的波形顯示效果，源碼見(jiàn)附錄 2。 解決辦法：安裝更高版本的 qt 軟件和 Linux 發(fā)行版。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成，首先要感謝郭寶峰老師悉心指導(dǎo)和幫助，特別是系統(tǒng)的一些實(shí)現(xiàn)方案的選擇，系統(tǒng)改進(jìn)的一些建議，以及給我提供的各種資料，讓我能夠更快的投入到具體的系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程中；其次要感謝學(xué)校讓我暑假能夠留校，這是畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成的前提；最后要感謝的是大學(xué)期間教育過(guò)我的老師以及幫助過(guò)我 的同學(xué)、及學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐，沒(méi)有你們的幫助，我就不能完成這篇論文，謝謝你 們！ 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1] 童永清 .LINUX C 編程實(shí)戰(zhàn) [M].北京 :人民郵電出版社 ,2022:253321. 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