【文章內(nèi)容簡介】 可靠性還具超高的穩(wěn)定性使之成為了一款具有高精確信號輸出（單總線協(xié)議）的溫濕度傳感器。傳感器使用半導(dǎo)體技術(shù)在其內(nèi)部集成了感濕電路和測溫電路，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。校準(zhǔn)系數(shù)是以數(shù)據(jù)的形式存在于DHT11內(nèi)部存儲器中的，而且在出廠時(shí)都被校驗(yàn)過，可以放心使用。傳感器使用單總線串行接口，只需要一根線就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，節(jié)省布線成本，使用方便。另外，超低功耗使之更適用于嵌入式領(lǐng)域。該產(chǎn)品有三個(gè)引腳，VCC，GND，溫濕度信息通過DATA信號線一位一位的傳給微處理器，每次傳輸5個(gè)字節(jié)，本設(shè)計(jì)采用DHT11溫濕度傳感器來采集溫室內(nèi)溫濕度信息，用C語言基于linux混雜設(shè)備驅(qū)動模型開發(fā)了驅(qū)動程序用于采集溫度、濕度信息進(jìn)而進(jìn)行對其科學(xué)控制。 AD采樣S3C2440 的具有8 通道模擬輸入的10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），A/D 轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。本設(shè)計(jì)采用S3C2440 的模擬輸入的0號通道，當(dāng)光強(qiáng)變化時(shí)，光敏電阻的阻值會發(fā)生變化，從而引起電壓的變化，通過采集光敏電阻的電壓值進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換從而獲得光強(qiáng)度，反饋給用戶。 PWM波產(chǎn)生器S3C2410A片內(nèi)有5個(gè)16位定時(shí)器。本設(shè)計(jì)采用S3C2440 的定時(shí)器0，用于輸出PWM波控制溫室光照強(qiáng)度，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了呼吸燈的效果。 三極管電子開關(guān)8050三極管最大集電極電流(A)： A，直流電增益：10 to 60，由于S3C2440的GPIO驅(qū)動能力弱，本設(shè)計(jì)采用8050三極管做電子開關(guān)（如圖34所示），用來控制模擬溫室的照明燈光的電磁繼電器，模擬加熱器的電磁繼電器，模擬噴水器的電磁繼電器和模擬通風(fēng)機(jī)的電磁繼電器。圖 34 三極管開關(guān)電路 硬件框圖本設(shè)計(jì)采用三星公司的基于ARM9的S3C2440微控制器，連接了DHT11溫濕度傳感器模塊，用于采集溫室內(nèi)溫濕度信息、感光模塊用于采集光照強(qiáng)度、通風(fēng)機(jī)用于給溫室通風(fēng)、噴水器用于給農(nóng)作物澆灌、加熱器用于給溫室增溫、UDA1341音頻解碼芯片用于給植物播放音樂、USB攝像頭用于采集實(shí)時(shí)視頻、USB無線網(wǎng)卡用于連接互聯(lián)網(wǎng)、照明燈用于照明，如圖35所示。圖 35 系統(tǒng)硬件構(gòu)架 模擬溫室圖　　本設(shè)計(jì)用亞克力板做了一個(gè)模擬溫室如圖36所示，配備了USB攝像頭、通風(fēng)機(jī)、加熱器、噴水器、音響、亮度可調(diào)照明燈、光強(qiáng)監(jiān)測系統(tǒng)等等，攝像頭實(shí)時(shí)拍攝溫室內(nèi)的圖像，通風(fēng)機(jī)用于給溫室通風(fēng)，當(dāng)溫度不夠高時(shí)，用戶可以開啟加熱器給溫室增溫，當(dāng)植物需要補(bǔ)水時(shí)，用戶可以開啟噴水器，還可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給植物播放音樂和展現(xiàn)呼吸燈，讓農(nóng)作物更好的成長，同時(shí)溫濕度傳感器和光強(qiáng)度傳感器也會實(shí)時(shí)地把信息傳給用戶。圖 36 模擬溫室圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 溫室端 Uboot移植UBoot，全稱Universal Boot Loader，用于引導(dǎo)操作系統(tǒng)啟動。UBoot有與Linux 內(nèi)核很相似的源碼目錄、編譯形式，事實(shí)上，UBoot中的很多設(shè)備驅(qū)動程序就是一些Linux內(nèi)核驅(qū)動程序的簡化，比如NANDFLASH，網(wǎng)卡等等驅(qū)動程序，如果在linux驅(qū)動框架下重新整理這些驅(qū)動程序，便可以在linux下使用［２２—２３］。移植步驟：（1）在虛擬機(jī)中新建一個(gè)開發(fā)板的相應(yīng)目錄和文件（2）修改SDRAM的配置（3）增加對S3C2440的支持（4）編譯UBOOT映象 Linux移植Linux使用GPL，所有對嵌入式Linux感興趣的人都可以從互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)下載其內(nèi)核并移植到特定的平臺和開發(fā)移植相應(yīng)的應(yīng)用程序。嵌入式Linux的發(fā)展變得極為迅速。富士通已經(jīng)在銷售基于Linux操作系統(tǒng)的消費(fèi)類電子產(chǎn)品，例如個(gè)人PDA等，IBM也打算在手持機(jī)上裝載Linux 操作系統(tǒng)，摩托羅拉則計(jì)劃在其未來推出基于Linux操作系統(tǒng)的手機(jī)［２４］?！癓inux 標(biāo)準(zhǔn)庫”組織現(xiàn)在也在嵌入式領(lǐng)域開展了對Linux 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的工作，但在以前都是對在X86上運(yùn)行的Linux 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的。嵌入式Linux 標(biāo)準(zhǔn)吸取了“Linux 標(biāo)準(zhǔn)庫”以及Unix 組織中有益的元素［２５］。主要操作步驟如下：（1）獲取linux系統(tǒng)源碼（2）解壓系統(tǒng)源碼到虛擬機(jī)中（3）在系統(tǒng)中添加對ARM處理器的支持（4）修改平臺輸入時(shí)鐘（5）修改機(jī)器碼（6）NandFlash驅(qū)動移植（7）移植Yaffs文件系統(tǒng)（8）配置和編譯內(nèi)核 制作文件系統(tǒng)BusyBox為嵌入式Linux提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的單個(gè)可執(zhí)行工具集。有些人將BusyBox稱為Linux工具里的瑞士軍刀［２６］。BusyBox包含了一些例如cat和echo等常用的工具也包含了例如grep、find、mount以及telnet等一些功能更大、更復(fù)雜的工具。BusyBox集成壓縮了Linux的許多常用的工具和命令通俗的講它好像就是linux的一個(gè)大的工具箱?！　ruce Perens在1996年為Debian GNU/Linux編寫了一個(gè)GNU/Linux系統(tǒng)的引導(dǎo)程序，它可以安裝在安裝盤和急救盤上，后來發(fā)展為BusyBox?！　∠鹊较嚓P(guān)網(wǎng)站下載busybox源代碼，然后操作如下：（1）配置busybox配置busybox的配置程序和linux內(nèi)核菜單配置方式簡直一模一樣下面是編譯busybox時(shí)的配置功能選項(xiàng)。　　必須選定此選項(xiàng)，這樣才可以把busybox編譯成靜態(tài)鏈接的可執(zhí)行文件，運(yùn)行時(shí)才不需要其他函數(shù)庫的支持。否則在單個(gè)linux內(nèi)核的情況下它不能夠正常工作，必需要添加其他庫文件到文件系統(tǒng)中才能運(yùn)行，比較麻煩，因此建議選擇此選項(xiàng)?！　on39。t use /usr　　必須選定此選項(xiàng)，用來告訴程序不要安裝在系統(tǒng)路徑中?！　。?）編譯并安裝busybox　　編譯好后在busybox目錄下生成子目錄_install，里面的內(nèi)容：　　其中可執(zhí)行文件busybox在bin目錄下，其他的都是指向他的符號鏈接。生成這些文件后使用yaffs映象工具生成根文件系統(tǒng)映象，然后通過UBOOT下載到開發(fā)板的NANDFLASH中，自此完整的嵌入式linux系統(tǒng)構(gòu)建起來了，最后由linux內(nèi)核啟動時(shí)自動掛載此文件系統(tǒng)映象，然后從該文件系統(tǒng)中獲取驅(qū)動文件并插入內(nèi)核，最后獲取應(yīng)用程序并且使之運(yùn)行。 Linux驅(qū)動的編寫（1）編寫GPIO口驅(qū)動程序本設(shè)計(jì)使用了三個(gè)GPIO口，GPG0（用于控制加熱器），GPG1（用于控制噴水器），GPG10（用于控制通風(fēng)電機(jī)），以字符設(shè)備驅(qū)動模型編寫了此驅(qū)動程序，設(shè)備名為song_gpio，主設(shè)備號為231。應(yīng)用程序使用open函數(shù)打開此設(shè)備，然后調(diào)用ioctl函數(shù)便可對IO口的電平進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對加熱器，噴水器，通風(fēng)電機(jī)的控制。（2）編寫AD模塊驅(qū)動程序本設(shè)計(jì)使用了S3C2440片內(nèi)AD模塊，用于采集光照強(qiáng)度，同樣以字符設(shè)備驅(qū)動模型編寫了此驅(qū)動程序，設(shè)備名為song_adc。光強(qiáng)的變化會引起光敏電阻阻值的變化，從而引起電壓的變化，應(yīng)用程序通過獲得光敏的電壓值來計(jì)算當(dāng)前的光照強(qiáng)度，從而反饋給作業(yè)人員。（3）編寫PWM模塊驅(qū)動程序本設(shè)計(jì)使用了S3C2440片內(nèi)PWM模塊，用于控制溫室照明，以混雜設(shè)備驅(qū)動模型編寫了此驅(qū)動程序，設(shè)備名為song_pwm。應(yīng)用程序通過調(diào)用驅(qū)動程序改變PWM輸出波的占空比，從而改變照明燈獲取的功率，從而使光照強(qiáng)度變得可調(diào)。（4）編寫DHT11模塊驅(qū)動程序本設(shè)計(jì)使用了DHT11溫濕度傳感器模塊，這款傳感器采用單總線傳輸協(xié)議，本設(shè)計(jì)也是以混雜設(shè)備驅(qū)動模型編寫了此驅(qū)動程序，設(shè)備名為song_dht11。為了減少誤差，在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用程序獲取了五次溫濕度信息之后進(jìn)行冒泡排序，有效值取中間值，進(jìn)行格式處理后發(fā)給PC機(jī)和安卓手機(jī)，讓操作人員實(shí)時(shí)了解溫室內(nèi)的溫濕度信息。 V4L2視頻采集Video for Linux two(Video4Linux2)簡稱V4L2，是V4L的改進(jìn)版。V4L2是linux