【文章內容簡介】 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。傳感器使用半導體技術在其內部集成了感濕電路和測溫電路，并與一個高性能8位單片機相連接。校準系數(shù)是以數(shù)據(jù)的形式存在于DHT11內部存儲器中的，而且在出廠時都被校驗過，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域。該產品有三個引腳，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個字節(jié)，本設計采用DHT11溫濕度傳感器來采集溫室內溫濕度信息，用C語言基于linux混雜設備驅動模型開發(fā)了驅動程序用于采集溫度、濕度信息進而進行對其科學控制。 AD采樣S3C2440 的具有8 通道模擬輸入的10 位模數(shù)轉換器（ADC），A/D 轉換器用于將模擬信號轉換成數(shù)字信號。本設計采用S3C2440 的模擬輸入的0號通道，當光強變化時，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而進行數(shù)據(jù)處理轉換從而獲得光強度，反饋給用戶。 PWM波產生器S3C2410A片內有5個16位定時器。本設計采用S3C2440 的定時器0，用于輸出PWM波控制溫室光照強度，同時還實現(xiàn)了呼吸燈的效果。 三極管電子開關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驅動能力弱，本設計采用8050三極管做電子開關（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機的電磁繼電器。圖 34 三極管開關電路 硬件框圖本設計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，用于采集溫室內溫濕度信息、感光模塊用于采集光照強度、通風機用于給溫室通風、噴水器用于給農作物澆灌、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攝像頭用于采集實時視頻、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)硬件構架 模擬溫室圖　　本設計用亞克力板做了一個模擬溫室如圖36所示，配備了USB攝像頭、通風機、加熱器、噴水器、音響、亮度可調照明燈、光強監(jiān)測系統(tǒng)等等，攝像頭實時拍攝溫室內的圖像，通風機用于給溫室通風，當溫度不夠高時，用戶可以開啟加熱器給溫室增溫，當植物需要補水時，用戶可以開啟噴水器，還可以在適當?shù)臅r候給植物播放音樂和展現(xiàn)呼吸燈，讓農作物更好的成長，同時溫濕度傳感器和光強度傳感器也會實時地把信息傳給用戶。圖 36 模擬溫室圖4 系統(tǒng)軟件設計方案 溫室端 Uboot移植UBoot，全稱Universal Boot Loader，用于引導操作系統(tǒng)啟動。UBoot有與Linux 內核很相似的源碼目錄、編譯形式，事實上，UBoot中的很多設備驅動程序就是一些Linux內核驅動程序的簡化，比如NANDFLASH，網(wǎng)卡等等驅動程序，如果在linux驅動框架下重新整理這些驅動程序，便可以在linux下使用［２２—２３］。移植步驟：（1）在虛擬機中新建一個開發(fā)板的相應目錄和文件（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)上免費下載其內核并移植到特定的平臺和開發(fā)移植相應的應用程序。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)的消費類電子產品，例如個人PDA等，IBM也打算在手持機上裝載Linux 操作系統(tǒng)，摩托羅拉則計劃在其未來推出基于Linux操作系統(tǒng)的手機［２４］。“Linux 標準庫”組織現(xiàn)在也在嵌入式領域開展了對Linux 進行標準化的工作，但在以前都是對在X86上運行的Linux 進行標準化的。嵌入式Linux 標準吸取了“Linux 標準庫”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）修改平臺輸入時鐘（5）修改機器碼（6）NandFlash驅動移植（7）移植Yaffs文件系統(tǒng)（8）配置和編譯內核 制作文件系統(tǒng)BusyBox為嵌入式Linux提供了一個標準的單個可執(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的一個大的工具箱?！　ruce Perens在1996年為Debian GNU/Linux編寫了一個GNU/Linux系統(tǒng)的引導程序，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內核菜單配置方式簡直一模一樣下面是編譯busybox時的配置功能選項?！　”仨氝x定此選項，這樣才可以把busybox編譯成靜態(tài)鏈接的可執(zhí)行文件，運行時才不需要其他函數(shù)庫的支持。否則在單個linux內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)中才能運行，比較麻煩，因此建議選擇此選項。　　Don39。t use /usr　　必須選定此選項，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)構建起來了，最后由linux內核啟動時自動掛載此文件系統(tǒng)映象，然后從該文件系統(tǒng)中獲取驅動文件并插入內核，最后獲取應用程序并且使之運行。 Linux驅動的編寫（1）編寫GPIO口驅動程序本設計使用了三個GPIO口，GPG0（用于控制加熱器），GPG1（用于控制噴水器），GPG10（用于控制通風電機），以字符設備驅動模型編寫了此驅動程序，設備名為song_gpio，主設備號為231。應用程序使用open函數(shù)打開此設備，然后調用ioctl函數(shù)便可對IO口的電平進行控制，從而實現(xiàn)對加熱器，噴水器，通風電機的控制。（2）編寫AD模塊驅動程序本設計使用了S3C2440片內AD模塊，用于采集光照強度，同樣以字符設備驅動模型編寫了此驅動程序，設備名為song_adc。光強的變化會引起光敏電阻阻值的變化，從而引起電壓的變化，應用程序通過獲得光敏的電壓值來計算當前的光照強度，從而反饋給作業(yè)人員。（3）編寫PWM模塊驅動程序本設計使用了S3C2440片內PWM模塊，用于控制溫室照明，以混雜設備驅動模型編寫了此驅動程序，設備名為song_pwm。應用程序通過調用驅動程序改變PWM輸出波的占空比，從而改變照明燈獲取的功率，從而使光照強度變得可調。（4）編寫DHT11模塊驅動程序本設計使用了DHT11溫濕度傳感器模塊，這款傳感器采用單總線傳輸協(xié)議，本設計也是以混雜設備驅動模型編寫了此驅動程序，設備名為song_dht11。為了減少誤差，在本設計中應用程序獲取了五次溫濕度信息之后進行冒泡排序，有效值取中間值，進行格式處理后發(fā)給PC機和安卓手機，讓操作人員實時了解溫室內的溫濕度信息。 V4L2視頻采集Video for Linux two(Video4Linux2)簡稱V4L2，是V4L的改進版。V4L2是linux