【正文】 當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距。當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。我們采用的時(shí)28BYJ48型四相八拍電機(jī)（AABBBCCCDDDAA。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)，初始化人體紅外傳感器使其正常工作，系統(tǒng)一直判斷是否有信號(hào)輸入從而判斷是否有小孩靠近窗戶，當(dāng)有小孩靠近窗戶，判斷窗戶是否是打開(kāi)著的，若窗戶已經(jīng)打開(kāi)，則系統(tǒng)觸步進(jìn)電機(jī)把窗戶關(guān)閉，接著延遲一段時(shí)間，再判斷小孩是否已經(jīng)離開(kāi)窗戶從而決定把窗戶打開(kāi)或關(guān)閉。圖 人體紅外傳感器 紅外傳感器引腳圖接線圖，檢測(cè)到信號(hào)后輸出0V電信號(hào)，在傳感器接入控制器過(guò)程中，用74LS04芯片把輸入其中的信號(hào)取反，74LS04芯片是個(gè)反相器芯片，進(jìn)過(guò)測(cè)試，紅外傳感器沒(méi)檢測(cè)到信號(hào)經(jīng)反向器輸出高電平，紅外傳感器檢測(cè)到有信號(hào)經(jīng)反相器將輸出低電平信號(hào)。 預(yù)防小孩墜樓模塊近年來(lái)小孩墜樓現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，我們通過(guò)在窗戶附近安裝人體紅外傳感器，檢測(cè)到小孩靠近窗戶時(shí)將關(guān)閉窗戶，小孩離開(kāi)窗戶后將把窗戶打開(kāi)，最大限度保護(hù)小孩的安全。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。此外，語(yǔ)音報(bào)警模塊本系統(tǒng)用的是外部的錄音芯片ISD1760，該語(yǔ)音芯片是 Winbond推出的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該芯片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專(zhuān)利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert），雙運(yùn)作模式（獨(dú)立amp。在QT程序中本設(shè)計(jì)用到了Timer定時(shí)器的概念，每隔一秒種查看是否有外部下降沿中斷的發(fā)生，當(dāng)沒(méi)有發(fā)生中斷時(shí)，上層應(yīng)用程序讀到底層硬件驅(qū)動(dòng)程序中copy_to_user函數(shù)返回的數(shù)據(jù)是0，當(dāng)有外部中斷時(shí)，讀到的數(shù)據(jù)是1。光電傳感器在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件為/dev/red_sensor，首先用int fd_redsensor=open(“/dev/red_sensor”,O_RDWR)來(lái)打開(kāi)嵌入式系統(tǒng)中的光電傳感器設(shè)備驅(qū)動(dòng)，fd_redsensor是調(diào)用打開(kāi)設(shè)備函數(shù)后返回的文件描述符（打開(kāi)錯(cuò)誤后返回1），之后的函數(shù)就可以使用fd_redsensor來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)這個(gè)電平跳變的特征，本文利用下降沿中斷的概念，當(dāng)有東西靠近傳感器時(shí)將觸發(fā)一次中斷。如下圖所示，光電傳感器有三個(gè)引腳，紅線和綠線分別連接電源正負(fù)極，黃線是信號(hào)輸出線，當(dāng)傳感器沒(méi)有檢測(cè)到東西時(shí)，信號(hào)線輸出高電平信號(hào)，當(dāng)傳感器感應(yīng)到前方有東西時(shí)，輸出低電平信號(hào)。光電傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。系統(tǒng)中用光電傳感器來(lái)檢測(cè)和發(fā)出中斷信號(hào)。 密碼鎖防盜門(mén)流程圖。程序不斷掃描鍵盤(pán)，判斷是否有按鍵閉合，若某個(gè)按鍵按下，系統(tǒng)執(zhí)行延遲去抖動(dòng)代碼，接著繼續(xù)掃描鍵盤(pán)，判斷用戶按下了哪個(gè)按鍵，計(jì)算按鍵鍵值，并對(duì)按下按鍵進(jìn)行有效標(biāo)志。 4*4鍵盤(pán)實(shí)物圖 4*4鍵盤(pán)電路圖‘0’‘9’和‘A’、‘B’、‘C’、‘D’代表16個(gè)值。S3C2440開(kāi)發(fā)板的A/D轉(zhuǎn)換器會(huì)把輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成01023之間的數(shù)字，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字越大，說(shuō)明電壓越大即煙霧濃度越大。若氣體濃度上升，必將導(dǎo)致下降。設(shè)傳感器表面電阻是Rs，它是通過(guò)與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上的有效電壓信號(hào)輸出獲得的，參考MQ2datasheet ： 式() （其電導(dǎo)率隨著氣體濃度的增大而增大，其電阻式電導(dǎo)率的倒數(shù)，所以電阻是減小的，其特性相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器）。下圖是煙霧傳感器的連接圖。MQ2氣體傳感器輸出的是電壓信號(hào)，處理器要把相應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)值，S3C2440自帶了A/D轉(zhuǎn)換的功能，A/D轉(zhuǎn)換芯片在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件“/dev/adc”，首先系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)int fd_adctest=open(“/dev/adc”,O_RDWR)打開(kāi)嵌入式設(shè)備中的A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備，打開(kāi)設(shè)備失敗返回1，以后的系統(tǒng)函數(shù)就可以使用fd_adctest來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。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)的輸出電壓信號(hào)。result,sizeof(result))讀出溫度值，保存在result中，最后顯示出來(lái)。關(guān)閉數(shù)字溫度傳感器的函數(shù)為close(fd_ds18b20)。為便于調(diào)試，該驅(qū)動(dòng)模塊沒(méi)有內(nèi)核驅(qū)動(dòng)方式配置，而是以模塊方式配置，所以每次使用的時(shí)候必須通過(guò)運(yùn)行insmod 。//往DS18B20寫(xiě)數(shù)據(jù)4：static ssize_t ds18b20_read(struct file *file,char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos)。//數(shù)據(jù)初始化2：static unsigned char write_byte(void)。s的恢復(fù)時(shí)間，在寫(xiě)“0”整個(gè)時(shí)序期間，總線一直保持為邏輯低電平，而在寫(xiě)“1”時(shí)序期間，處理器先將單線總線拉為邏輯低電平，在時(shí)序開(kāi)始后15181。s~12181。因此，溫度采集的關(guān)鍵是DS18B20的通信協(xié)議，為了確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)耐暾裕珼S18B20器件必須采用嚴(yán)格的通信協(xié)議與處理器S3C2440進(jìn)行數(shù)據(jù)通信DS18B20數(shù)據(jù)通信協(xié)議包括傳感器的初始化，數(shù)據(jù)執(zhí)行ROM操作命令和存儲(chǔ)器操作命令等。DS18B20的序號(hào)值存放在DSl8B20內(nèi)部的ROM(只讀存貯器)中，多路測(cè)量時(shí)需用DS18B20的ROM搜索命令對(duì)所有單線總線上的傳感器進(jìn)行搜索，然后初始化各DS18B20并發(fā)送跳過(guò)ROM命令和RAM溫度轉(zhuǎn)換命令，單線上各DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，即可定位某一個(gè)DS18B20，并用匹配ROM命令和RAM溫度讀取命令讀取其數(shù)字溫度值。： GSM短信模塊的程序流程圖控制器的串口和連接GSM模塊的max232串口相連接，當(dāng)GSM模塊收到信息后馬上向開(kāi)發(fā)板返回AT指令信息，因而系統(tǒng)一直在檢測(cè)是否收到短信， 溫度采集模塊的實(shí)現(xiàn)DS18B20溫度傳感器提供9位到12位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入DS18B20或從DS18B2O送出，從主機(jī)CPU到DS18B20僅需一條線(共地)，DS18B20可選擇兩種供電方式，一是數(shù)據(jù)總線供電方式，可節(jié)省一根導(dǎo)線，但測(cè)量溫度時(shí)間較長(zhǎng)；二是外部供電方式，DS18B2O工作電源由VDD引腳接入，I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問(wèn)題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，這樣雖多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快，同時(shí)總線可以掛接多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)及時(shí)多點(diǎn)采集溫度，本設(shè)計(jì)選用了外部供電的方式。系統(tǒng)首先保存用戶的電話號(hào)碼，當(dāng)用戶收到消息時(shí)，首先判斷是否是智能家居系統(tǒng)對(duì)家電發(fā)送了消息，如果是系統(tǒng)的主人發(fā)送的控制命令，系統(tǒng)接著對(duì)短信進(jìn)行解析，最后控制器對(duì)家電進(jìn)行控制。本設(shè)計(jì)中，用發(fā)送短信主要是為了實(shí)現(xiàn)家電遠(yuǎn)程監(jiān)視的功能，當(dāng)用戶發(fā)送檢測(cè)家電的請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)發(fā)送英文短信向用戶反饋家電的工作狀態(tài)，從而達(dá)到檢測(cè)家電的功能。發(fā)：AT //與AT35握手收：OK發(fā)：AT+CMGF=1 //選擇發(fā)送短信的格式收：OK發(fā)：AT+CMGS=15215029882 //要發(fā)送的手機(jī)號(hào)收：發(fā)：data→通過(guò)GSM短信模塊發(fā)送短信主要有兩種格式：英文短信和中文PDU短信。由于開(kāi)發(fā)板上輸出的電平是TTL電平，TC35模塊輸入輸出的是RS232電平，因而開(kāi)發(fā)時(shí)需要自己外接MAX232電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。這40個(gè)引腳可以劃分為5類(lèi)，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。int readbyte= read(fd,buff,Len)。接受數(shù)據(jù)：char buffer[1024]。int nbyte。發(fā)送數(shù)據(jù)：char buffer[1024]。在使用串口時(shí)，波特率設(shè)置成b9600，無(wú)校驗(yàn)位，8位數(shù)據(jù)位和一位停止位。//控制模式字符}。//本地模式標(biāo)志 unsigned char c_line。//輸出模式標(biāo)志 unsigned short c_cflag。Struct termios{ unsigned short c_iflag。if(1==fd){/*不能打開(kāi)串口二*/perror(“提示錯(cuò)誤！”)。在Linux中，所有東西都可以看成文件，在應(yīng)用層想使用串口時(shí)首先需要打開(kāi)串口：int fd。S3C2440本身自帶了3個(gè)串口UART0、2，其中UART0做了RS232電平轉(zhuǎn)換，UARTUART2輸出的點(diǎn)平是TTL電平，但是從NFS啟動(dòng)系統(tǒng)需要用到UART0，我們開(kāi)發(fā)時(shí)用到UART2，中間經(jīng)過(guò)232電路與GSM模塊連接。另外，上層應(yīng)用程序是在qtopia中編譯的，而智能家居系統(tǒng)每個(gè)模塊必須互不干擾，其中一個(gè)模塊發(fā)生故障應(yīng)不影響其他模塊的運(yùn)行，要實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊能單獨(dú)工作，這里用到了多線程的技術(shù)，為每個(gè)模塊創(chuàng)建Timer定時(shí)器，把每個(gè)模塊的程序放在定時(shí)器函數(shù)中運(yùn)行，下面分別詳細(xì)介紹本設(shè)計(jì)的幾個(gè)模塊的調(diào)試過(guò)程。cdev結(jié)構(gòu)體、。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用到的設(shè)備都是指字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，這里主要講解字符設(shè)備及其相關(guān)內(nèi)容。本設(shè)計(jì)就是用動(dòng)態(tài)可加載方式逐個(gè)模塊調(diào)試好，調(diào)試好后在直接編譯進(jìn)內(nèi)核中，然后開(kāi)機(jī)就運(yùn)行應(yīng)用程序。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。Linux中的大部分驅(qū)動(dòng)程序，是以內(nèi)核模塊的形式編寫(xiě)的，內(nèi)核模塊是Linux內(nèi)核向外部提供的一個(gè)接口。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。所謂設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序就是控制與管理硬件設(shè)備數(shù)據(jù)收發(fā)的軟件，它是應(yīng)用程序與硬件設(shè)備溝通的橋梁。第4章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)本智能家居系統(tǒng)分幾個(gè)模塊組成：GSM遠(yuǎn)程控制模塊，溫度、煙霧數(shù)據(jù)采集模塊，具有語(yǔ)音提示功能的密碼鎖防盜功能模塊，預(yù)防小孩墜樓模塊。 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。216。 /mnt 存放臨時(shí)掛載某個(gè)文件系統(tǒng)的掛接點(diǎn)，通常是空目錄，也可以在里面創(chuàng)建一引起空的子目錄，比如/mnt/cdram /mnt/hda1 。 /var 存放可變的數(shù)據(jù)，比如spool目錄（mail,news），log文件，臨時(shí)文件。 /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。 /root 存放系統(tǒng)管理員（root）的主文件夾的，即是根用戶的目錄。 /home 系統(tǒng)默認(rèn)的用戶文件夾，它是可選的，對(duì)于每個(gè)普通用戶，在/home目錄下都有一個(gè)以用戶名命名的子目錄，里面存放用戶相關(guān)的配置文件。運(yùn)行根文件系統(tǒng)中的可執(zhí)行程序。216。 /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216。 /bin 存放root與普通賬號(hào)的命令，由于這些命令在掛接其他文件系統(tǒng)之前就可以使用，所以/bin目錄和根文件系統(tǒng)在同一個(gè)分區(qū)中。根文件系統(tǒng)的基本目錄結(jié)構(gòu)一般包括：/bin，/sbin，/etc，/proc，/dev，/bin，/usr，/lib，/tmp等，如有需要可再添加。Linux要在一個(gè)分區(qū)上存放系統(tǒng)啟動(dòng)所必需的文件，如Init進(jìn)程、系統(tǒng)配置文件、文件系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等等的工具集、鏈接庫(kù)等等。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。 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。首先把內(nèi)核代碼解壓安裝在工作目錄/opt/FriendlyARM/mini2440，進(jìn)入內(nèi)核代碼根目錄，執(zhí)行“cp config_mini2440_t35 .config_t35”使用缺省的配置文件。一套基于Linux內(nèi)核的完整操作系統(tǒng)叫作Linux操作系統(tǒng)，或是GNU/Linux。“內(nèi)核”指的是一個(gè)提供硬件抽象層、磁盤(pán)及文件系統(tǒng)控制、多任務(wù)等功能的系統(tǒng)軟件。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。它是一個(gè)用C語(yǔ)言寫(xiě)成，符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)Unix操作系統(tǒng)。在此不用自己來(lái)移植bootloader。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)。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(lài)于硬件，特別是在嵌入式世界。一個(gè)同時(shí)裝有BootLoader、內(nèi)核的啟動(dòng)參數(shù)、 空間分配結(jié)構(gòu)圖 BootLoader介紹簡(jiǎn)單的說(shuō)bootloader是一段程序，它的作用就是加載操作系統(tǒng)，BootLoader（引導(dǎo)加載程序）是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段軟件代碼[12]。（2）linux內(nèi)核，特定于嵌入式平臺(tái)的定制內(nèi)核。在命令行下運(yùn)行以下命令即可：/etc/。216。必須解壓安裝好root_qtopia目標(biāo)板文件系統(tǒng)包。)n portmap*(支持安全NFS RPC服務(wù)的連接)216。216。在嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境中，通過(guò)NFS服務(wù)器，可以把NFS作為根文件系統(tǒng)來(lái)啟動(dòng)開(kāi)發(fā)板，通過(guò)使用NFS作為根文件系統(tǒng)，不僅使開(kāi)發(fā)板的“硬盤(pán)”變得很大，還可以減少程序燒寫(xiě)的次數(shù)，提供程序開(kāi)發(fā)速度[11]。 配置網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFSNFS是Network File System 的簡(jiǎn)寫(xiě)，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。之前的系統(tǒng)，要使用不同的編譯器版本才能正常編譯各個(gè)部分，因此要在開(kāi)發(fā)過(guò)程不斷切換設(shè)置，這十分不利于初學(xué)者使用，也降低了開(kāi)發(fā)的效率；()，下面是它的安裝設(shè)置步驟。此次設(shè)計(jì)用開(kāi)發(fā)板自動(dòng)的armqtopia設(shè)計(jì)qt運(yùn)行界面。安裝好Fedo