【正文】 要想把系統(tǒng)調(diào)用和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序關(guān)聯(lián)起來(lái)，必須用到一個(gè)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：struct file_operations{ 。當(dāng) S3C2440 捕捉XX：基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)計(jì) 20 到 VSYNC 信號(hào)時(shí)觸發(fā)中斷，把一幀圖像數(shù)據(jù)拷貝到用戶空間。 圖 38 S3C2440 管腳圖 首先要初使化 OV9640， 通過(guò) SCCB 總線設(shè)置 OV9640 的工作模式，分配連續(xù)內(nèi)存空間，容量與采集圖像的點(diǎn)陣數(shù)相匹配。 圖像傳感器輸出的數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)包括水平參考（ HREF）、像素時(shí)鐘（ PCLK）、數(shù)據(jù)總線（ D0—D7）和幀同步（ vsYNC），它們分別與主處理器的相應(yīng)信號(hào)相連。暫停或者停止?fàn)顟B(tài)下更換 Medule(模塊 )，加快切換速度，并可以避免經(jīng)常插拔 USB 設(shè)備造成 AT89C51 控制器的死機(jī)； （ 4）打開(kāi)程序后見(jiàn)到畫面的時(shí)間在 1 秒左右；顯卡顯示 ，有 Directdraw 硬件加速功能的顯卡可以減少 CPU 占有時(shí)間。 （ 2） IC 載板采用專利浮板結(jié)構(gòu)，定位精確，延長(zhǎng)了探針的使用壽命。 芯片內(nèi)共有 138 個(gè)設(shè)備控制寄存器，且支持 RGB（ 4： 2： 2）， YUV（ 4： 2： 2），YCrCb （ 4 ： 2 ： 2 ） 數(shù) 據(jù) 輸 出 格 式 ， 它 的 地 址 分 別 從 0x00 到 0x8A ，由SCCB(SerialCameraControlBuS)這個(gè)接口能夠方便的設(shè)置傳感器視窗大小、色調(diào)、增益、白平衡校正、曝光控制、飽和度等。 系統(tǒng)采用高分辨率（ 1280 960）、高集成度的 CMOS 傳感芯片 OV09648K02A 作為視頻采集模塊部分的圖像傳感器。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF， 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 5： 光標(biāo)或顯示移位 S/C 高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低 電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。（說(shuō)明：1 為 高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H， 光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。每位之 間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔 ， 每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱?， 所以他不能顯示圖形。可以顯示 2 行每行 16 個(gè)字符，對(duì)比度可調(diào)、黃綠色背光。電容 C1 和 C2 取 22pf， 可以穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，設(shè)計(jì)中用 12MHz的石英晶振。 AT89C51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。其結(jié)構(gòu)如圖 35： XX：基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)計(jì) 16 圖 35 單片機(jī)最小系統(tǒng) 這種復(fù)位電路的工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位電路在剛接通電時(shí)，剛開(kāi)始電容是沒(méi)有電的，電容內(nèi)的電阻很低；通電后， 5V 電壓通過(guò)電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電壓會(huì)由 0V 慢慢的升到 4V 左右； RC 構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，當(dāng)其寬度大于兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)， AT89C51 將復(fù)位。 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 D C / D CD C / D CD C / D CC P U 內(nèi) 核中 斷D D R 內(nèi) 存其 他 外 設(shè) 芯 片 等I / OD C / D C開(kāi) 關(guān) 電 源D C / D C電 源1 2 V5 V3 . 3 V5 V1 . 3 V1 . 8 V 圖 33 電源供給分布設(shè)計(jì)圖 報(bào)警電路模塊 報(bào)警電路主要是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的及時(shí)報(bào)警功能，當(dāng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定范圍之后，由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警，報(bào)警燈亮，報(bào)警喇叭發(fā)出報(bào)警聲音。目前 行業(yè)內(nèi)系統(tǒng) 運(yùn)用比較常用，且效果較為理想的就是對(duì)開(kāi)關(guān)電路和穩(wěn)壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換的使用 。本系統(tǒng)中需要使用的電源類型較多，包括： AT89C51 處理器內(nèi)核 5V；處理器 DDR、 SDRAM 內(nèi)存控制器 ； 處理器通用輸入輸出接口 ；外圍其它供電電路 5V 等。其主要特點(diǎn)是： ? 輸出電流為 1A ? 輸出電壓為 5V ? 有過(guò)熱保護(hù)和短路保護(hù) ? 輸出晶體管 SOA 保護(hù) 電源電路的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖 32 所示： 圖 32 電源電路 為保證整個(gè)采集系統(tǒng)可靠 、 穩(wěn)定的運(yùn)行，電源供給是非常重要 的 。 穩(wěn)壓電源是單片機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為系統(tǒng)提供多路電壓源，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性能。 集成穩(wěn)壓電源又稱三端集成穩(wěn)壓器，它是指將功率調(diào)整管、取樣電阻、基準(zhǔn)電壓、誤差放大、啟動(dòng)及保護(hù)電路等全部集成在一塊芯片上，具有特定輸出電壓的穩(wěn)壓集成電路。具體方案采用 W7805 集成穩(wěn)壓電源提供 +5V 的電壓供給單XX：基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)計(jì) 14 片機(jī)。 電源模塊 電源部分的設(shè)計(jì)目的就是為各個(gè)硬件提供工作電源。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出 的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 （串行輸入口） （串行輸出口） / 0INT （外部中斷 0） / 1INT （外部中斷 1） （計(jì)時(shí)器 0 外部輸入） （計(jì)時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入 “ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口 用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口 ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收 輸出 4 個(gè)TTL 門電流 。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須接上拉電阻。當(dāng) P0 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種 軟件 可選的節(jié)電工作模式。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 數(shù)據(jù)終端控制器芯片選擇與介紹 主芯片選擇 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓 高性能 的CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。具體過(guò)程如圖24 所示 ： 處 理 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 標(biāo) 志 位 是 否 等 于 1數(shù) 據(jù) 是 否 發(fā) 送從 隊(duì) 列 讀 取數(shù) 據(jù)其 他 數(shù) 據(jù) 處 理系 統(tǒng) 后 臺(tái) 程 序YNNY發(fā) 送 中 斷 處 理 圖 24 軟件設(shè)計(jì)流程圖 關(guān)于單片機(jī)終端系統(tǒng)的部分相關(guān)代 碼將會(huì)在附錄中給出，主要的控制任務(wù)由 C 語(yǔ) 言程序的代碼的完成。 XX：基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)計(jì) 10 針對(duì)于解決大堆數(shù)據(jù)同時(shí)接收的問(wèn)題時(shí)，循環(huán)隊(duì)列法當(dāng)然是首選方法 ， 即在軟件設(shè)計(jì)工程中可以給網(wǎng)絡(luò)的通道及每個(gè)接口都一一分配一個(gè)循環(huán)隊(duì)列，以此來(lái)存儲(chǔ)需接收到的各種格式的數(shù)據(jù)。 （ 1）遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)部分 由于遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)面向的對(duì)象是普通人員，而非專業(yè)的技術(shù)人員，所以 就要監(jiān)控界面要友好 、 易懂，且最重要 的 是功能完善，運(yùn)行穩(wěn)定，并且可以利于管理人員或者高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)遠(yuǎn)程登錄。單片機(jī)的體積小、性能價(jià)格比高、應(yīng)用靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)在嵌入式微控制系統(tǒng)中具 有十分重要的地位。近幾年，單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈加完美，配套的片內(nèi)外圍 部件越來(lái)越完善，為應(yīng)用系統(tǒng)向更高層次和更大規(guī)模的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) ， 便于以后的配套升級(jí)。 （ 3）發(fā)展迅速，前景廣闊。 （ 2）簡(jiǎn)單方便，易于普及。由于單片機(jī)本身就是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，因此只要在單片機(jī)的外部適當(dāng)增加一些必要的外圍擴(kuò)展電路，就可以靈活的構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)，如檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能儀器儀表等。 硬件設(shè)計(jì)概要 本文選取的是單片機(jī) AT89C51 作為主控制模塊來(lái)組建數(shù)據(jù)采集控制終端，之所以選擇單片機(jī)是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的體積小、價(jià)格低、應(yīng)用方便、穩(wěn)定可靠。該功能可使電梯用戶根據(jù)需要靈活設(shè)置待梯層站。 （ 7）故障 時(shí)自動(dòng)靠站自救功能 ： 若電梯快車運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，則在安全回路及變頻器工作正常的前提下，電梯按 原運(yùn)行方向慢車爬至平層位置后開(kāi)門 。 （ 5）關(guān)門時(shí)間設(shè) 定功能：本系統(tǒng)可根據(jù)需要設(shè)定無(wú)司機(jī)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)關(guān)門等待時(shí)間 。若此時(shí)電梯正在運(yùn)行，則電梯不再響應(yīng)任何外呼梯，若已有內(nèi)選登記，則在所登記的內(nèi)選服務(wù)完畢后，電梯自動(dòng)返回駐停層（通常為 1 樓） 。 （ 3）實(shí)時(shí)存 儲(chǔ)電 梯運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)及參數(shù)，包含了電流、電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速等等參數(shù) 。 第二部分：上位機(jī)的電梯監(jiān)控平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)以下基本功能： （ 1）不同級(jí)別用戶根據(jù)不同的權(quán)限可以隨時(shí)登錄電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 。比如，門系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)、方向、層站、井道信號(hào)等等 。 比如，門廳的故障、平層區(qū)故障、主接觸器的故障、變頻器的故障等等 。 所以利用 3G 來(lái)作 為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕d體是本文的最佳選擇 ， 當(dāng)然利用好這個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物是我們與時(shí)俱進(jìn)的必然趨勢(shì)。在一般情況下 ， 對(duì)于 3G 無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)來(lái)講 ， 它是完全可以進(jìn)行各種不同傳輸速度的數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行傳輸。 該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)中包括了音頻信號(hào)、視頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)及控制信號(hào)等 ，由于這些不同類型的數(shù)據(jù)信息具有各自不同的傳輸特征及要求 ， 所以為 了滿足監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)?實(shí)時(shí)性、流暢性的需求 ， 本文擬選取數(shù)字化的數(shù)碼傳輸速率高于 383 Kbps 的 3G網(wǎng)絡(luò) 。 然后 ， 數(shù)據(jù)采集終端控制器將所采集到的音視頻信號(hào)及電梯的運(yùn)行狀 態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)多流實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議 （ MRTP） 進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合封包 ， 該協(xié)議是由 IETF（ 互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組 ）發(fā)布的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議 ， 主要用在提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) （ 如視頻、音頻數(shù)據(jù)等 ）的 IP 網(wǎng)絡(luò)端到端的傳輸功能。具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下所示： 圖 像 采 集速 度 采 集A T 8 9 C 5 1C P U電 梯維 護(hù)中 心監(jiān)控中心聲 音 采 集...3 G 網(wǎng) 絡(luò)H . 2 6 4 視 頻編 碼G . 7 2 9 音 頻編 碼A / D 轉(zhuǎn) 換 圖 21 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 本文中的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是利用 AT89C51 作為主芯片組成的數(shù)據(jù)采集控制終端， 將采集到的圖像、 聲音 及其運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理 。除此之外，也可以讓質(zhì)檢部門監(jiān)控人員提高了工作效率，可以起到一舉多得的作用。當(dāng)今時(shí)代，電梯監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用融合了很多先進(jìn)技術(shù)，使得監(jiān)控用戶、質(zhì)檢部門、電梯生產(chǎn)企業(yè)等能夠通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)分布在全球各地的電梯產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)控。當(dāng)電梯發(fā)生突發(fā)事件是，電梯還可以自動(dòng)報(bào)警顯示，提示電梯所出現(xiàn)的故障，幫助工作人員在第一時(shí)間確定所發(fā)生的故障原因，更好的提高了工作效率。當(dāng)電梯出現(xiàn)故障時(shí)，電梯內(nèi)的乘客可以根據(jù)出現(xiàn)的故障在電梯內(nèi)部按下相對(duì)應(yīng)的故障按鈕，這有助于維修和監(jiān)控人員及時(shí)的做出故障診斷，并在最少時(shí)間內(nèi)做出有效的解XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 決措施，減少了損失的程度。 課題研究的內(nèi)容 本文研究的多電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于單片機(jī)的，主要用來(lái)監(jiān)控電梯的運(yùn)行情況，根據(jù)電梯發(fā)出的信號(hào)，及時(shí)的做出反應(yīng)，并進(jìn)行相應(yīng) 的處理。所以，現(xiàn)在多電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)是越發(fā)引起人們的關(guān)注，其最主要的目的是對(duì)目前在用電梯的遠(yuǎn)程維護(hù)，故障診斷及快速排除故障的處理，統(tǒng)計(jì)和分析電梯的運(yùn)行性能及故障情況，以有利于不同部門能利用該系統(tǒng)對(duì)多個(gè)電梯進(jìn)行有效的監(jiān)管。電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（ REMS），指的是某個(gè)區(qū)域