【正文】 on app(argc,argv)。插槽可以有參數(shù)，但插槽的參數(shù)不能有默認值。插槽是普通的 C++成員函數(shù)，可以被正常調(diào)用，它們唯一的特殊性就是很多信號可以與其相關(guān)聯(lián)。只有定義了這個信號的類及其派生類才能夠發(fā)射這個信號。信號和插槽是一種高級接口，應(yīng)用于對象直接的通信，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 通過 Qt API 與 Linux I/O 設(shè)施直接交互，成為嵌入式 Linux 端口。由于本課題中 USB攝像頭用到的驅(qū)動是 Linux內(nèi)核提供的萬能驅(qū)動，其實現(xiàn)非常復(fù)雜，因此在這里就不過多的闡述，感興趣的讀者可以參考內(nèi)核源代碼 USB驅(qū)動模塊。 一般 USB設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)包括以下步驟： ? 實現(xiàn) usb_driver結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的 file_operations結(jié)構(gòu)； ? 在模塊的加載函數(shù)中調(diào)用 usb_register函數(shù)向內(nèi)核注冊設(shè)備，在模塊的卸載函數(shù)中調(diào)用 usb_deregister函數(shù)注銷設(shè)備； ? 調(diào)用 usb_alloc_urb函數(shù)分配一個 urb，調(diào)用相關(guān)的填充函數(shù)（如中斷 urb用 usb_fill_int_urb）構(gòu)造一個 urb，記得實現(xiàn)相應(yīng)的完成函數(shù)，因為主機控制器返回 urb時會調(diào)用完成函數(shù)，用 usb_submit_urb向內(nèi)核提交 urb； ? 在完成函數(shù)中完成后續(xù)操作，可以重新提交 urb，也可以釋放 urb。創(chuàng)建一個 urb 用usb_alloc_urb(int iso_packets, intmem_flags)函數(shù)，釋 放一個 urb用 usb_free_urb(struct urb *urb)函數(shù)，提交一個 urb給 USB核心用 usb_submit_urb(struct urb *urb,gfp_t mem_flags)。它使用 USB核心提供的函數(shù)與設(shè)備通信，所以它是與平臺無關(guān)的。 USB 主機 USB主機控制器驅(qū)動負責(zé)檢測 USB設(shè)備的連接和拆除，管理 USB接口之間的通信和 USB數(shù)據(jù)的傳輸，為 USB設(shè)備提供電源，其硬件本身一般都是一個 PCI的設(shè)備，主機控制器驅(qū)動涉及到 PCI設(shè)備的驅(qū)動，因此在這里就不討論主機控制器驅(qū)動的開杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 11 發(fā)。這個平臺可以連接至少 127 個從設(shè)備或 USB 端口的醫(yī)療請求，因此，用戶可以很容易的通過 PDA 或者 GPRS 遠程通信設(shè)備控制盒連接遠程檢查設(shè)備和控制設(shè)備，這樣系統(tǒng)就變得成本低而且更加人性化。因此，研究人員就提出了基于 ARM 的嵌入式醫(yī)療系統(tǒng)。 家庭醫(yī)療 隨著儀器技術(shù)及通訊技術(shù)的發(fā)展，家庭醫(yī)療 [9]已經(jīng)進入我們的生活。除了作為一個單一的芯片， WUSB 也可以以集成電路的形式集成進母板，集成卡和各種設(shè)備。 無線 USB USB 技術(shù)使得許多的外圍設(shè)備很容易接入計算機，但是當(dāng)這些設(shè)備都接入時，這些有線的設(shè)備聚集在一起就變得很繁雜，為了解決這個問題，一些廠商就開始發(fā)布無線 USB 的產(chǎn)品，現(xiàn)在無線 USB 的設(shè)備也很常見，如鼠標(biāo)、鍵盤燈， 據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在的 USB 設(shè)備中有 %是無線 USB 設(shè)備，相信這個數(shù)據(jù)會逐年增加。因為我們的系統(tǒng)允許原來的 USB 設(shè)備驅(qū)動不 用進行修改就可以用于訪問現(xiàn)在的虛擬 USB 設(shè)備，所以我們可以像訪問本地設(shè)備一樣訪問遠杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 程的 USB 設(shè)備。 USB 事務(wù)中繼技術(shù) USB協(xié)議的實現(xiàn)是典型的主從結(jié)構(gòu)模型，一條總線上只有一個主設(shè)備或者主機，所有其他的設(shè)備都是從設(shè)備，只有主設(shè)備才能發(fā)起傳輸事務(wù)，其他的從設(shè)備只能對事務(wù)應(yīng)答。其工作原理主要是，通過電化學(xué)磷傳感器檢測溶液中有機磷的殘留量并轉(zhuǎn)化成微電信號，再由信號檢測電路及 AD轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)化后的信號發(fā)送給控制單元 ARM 控制電路，然后控制模塊使用 USB總線技術(shù) 將數(shù)據(jù)傳遞給上位機 PC，最后是 PC 機完成數(shù)據(jù)的分析和處理。認證客戶端主要包括一個 USB KEY 作為用戶資源訪問認證的物理設(shè)備，還包括讀取和操作 USB KEY 的驅(qū)動程序，用戶在向認證服務(wù)器注冊時，管理員在用戶的 USB KEY 中寫于標(biāo)識 KEY 的唯一 ID 號、用戶客戶端認證信息以及認證服務(wù)器的公鑰， 同時認證服務(wù)器在本地的數(shù)據(jù)庫中為用戶生成注冊信息，這樣用戶就成為了網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)器的合法用戶，用戶要訪問資源服務(wù)器必須要有網(wǎng)絡(luò)密鑰和 USB KEY，這樣有了雙重保障才讓網(wǎng)絡(luò)更安全?？刂品?wù)器主要完成截獲用戶發(fā)向資源服務(wù)器認證的請求連接 ，將其轉(zhuǎn)發(fā)到認證服務(wù)器進行用戶的身份認證，當(dāng)認證成功為用戶建立訪問資源服務(wù)器的透明代理。但是這種保障并不是萬能的，因此研究人員就有了軟件和硬件相結(jié)合的方法來更好地保證網(wǎng)絡(luò)的安全的想法，基于 USB KEY[1]的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)就是這一想法的具體實現(xiàn)。 USB KEY 現(xiàn)代社會網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及，各種交易都在網(wǎng)上進行，因此網(wǎng)絡(luò)安全問題受到人們的普遍關(guān)注?；?USB 總線的虛擬儀器系統(tǒng)主要由計算機模塊用于數(shù)據(jù)處理， USB 接口模塊用于計算機模塊和單片機模塊的通信，單片機模塊是為了控制被 測設(shè)備，這是虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用的平臺。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)點得到迅速的應(yīng)用。 ? 中斷傳輸類型支持像游戲手柄、鼠標(biāo)鍵盤等輸入設(shè)備，這些設(shè)備與主機間數(shù)據(jù)傳輸量小，無周期性，但要求相應(yīng)速度快。 ? 等時傳輸類型支持周期性、有限的時延和帶寬且數(shù)據(jù)傳輸速率不變的外設(shè)與主機間的數(shù)據(jù)傳輸。 USB支持四種基本的數(shù)據(jù)傳輸模式：控制傳輸，等時傳輸，中斷傳輸和批量傳輸。每個設(shè)備提供了一個或多個可以與客戶程序通信的接口，每個接口由多個管道組成，它們分別獨立的在客戶程序和設(shè)備的特定端點間傳輸數(shù)據(jù)。 圖 24 USB通信流 主機控制器負責(zé)主機和 USB設(shè)備間數(shù)據(jù)流的傳輸。每個 通信流最終到達設(shè)備上某個對應(yīng)的端口。 主 機邏 輯 設(shè) 備 邏 輯 設(shè) 備 邏 輯 設(shè) 備 邏 輯 設(shè) 備 圖 23 USB 的邏輯拓撲結(jié)構(gòu) USB 的數(shù)據(jù)流 傳輸 USB是為主機軟件和它的 USB應(yīng)用設(shè)備問的通信服務(wù)的，對客戶與應(yīng)用間不同的交互， USB設(shè)備對數(shù)據(jù)流有不同的要求。 主 機設(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 的物理拓撲結(jié)構(gòu) （ 2）總線的邏輯拓撲結(jié)構(gòu) 在物理結(jié)構(gòu)上，設(shè)備通過 Hub 連接到主機上，但在邏輯上，主機是直接與各個邏輯設(shè)備通信的。提供具體應(yīng)用功能的設(shè)備是應(yīng)用設(shè)備。 如圖 22 圖中的集線器（ Hub）是一組 USB 的連接點，主機中有一個被嵌入的集線器叫根集線器（ root Hub）。 USB是基于令牌的總線，類似于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)， USB 主機廣播令牌，總 線上設(shè)備檢測令牌中的地址是否與自己的相符，通過接收或發(fā)生數(shù)據(jù)來響應(yīng)主機。以下描述了USB 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)即總線拓撲： （ 1）總線的物理拓撲結(jié)構(gòu) USB 采用四線電 纜，其中兩根是用來傳輸數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游設(shè)備提供電源 。本文主要是論述 USB 在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。日常生活中，帶有 USB 接口的設(shè)備隨處可見，有鼠標(biāo)、鍵盤、打印機、掃描儀、攝像頭、 U 盤等幾乎所有的外圍設(shè)備。 USB 發(fā)展經(jīng)歷了四個時代，從 1996 年推出 USB (LowSpeed)，支持最大的傳輸速率為 ，然后是 USB 支持 12Mbps(FullSpeed) ，接著是(HighSpeed) 支持 480Mbps ， 最 后 就 是 現(xiàn) 在 的 支持5Gbps(SuperSpeed)（目前還沒有普及），但是這些數(shù)據(jù)都是理論上的，現(xiàn)實 中根本就達不到這個速度。 嵌入式系統(tǒng)在我們的生活中 隨處可見 ，無所不包，但是嵌入式技術(shù)還在不斷的發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢主要有嵌入式微處理器的發(fā)展，使得系統(tǒng)運行更快，功能更強大；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 5 組網(wǎng)，從而達到更加高效管理的目的；嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核更加精簡、功耗和系統(tǒng)成本更低，這些都要求更先進的嵌入式軟件技術(shù)；能夠提供更加友好的人機界面，方便用戶的使用。 ? 軍事領(lǐng)域。 ? 消費電子領(lǐng)域。 ? 智能家居領(lǐng)域。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)自動化設(shè)備中，如工業(yè)工程控制、數(shù)控機床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備檢測、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。一般的嵌入式產(chǎn)品都有友好的用戶界面，在嵌入式系統(tǒng)中比較有名的編寫圖形界面軟件主要有 Qtopia（ Qt的嵌入式版本）和北京飛漫公司開發(fā)的 MiniGUI， Qtopia 支持幾乎所有的操作系統(tǒng)，可以裁減，它的類庫支持跨平臺，它是一個非常強大的編寫圖形界面的軟件，而 “Mini”是 MiniGUI 的特色，輕量、高性能和高效率的 MiniGui 已經(jīng)應(yīng)用在電視機頂盒，實時控制系統(tǒng)，掌上電腦等場合。C/OSII，嵌入式Linux， VxWorks 以及 Wince 等。嵌入式操作系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)硬件和軟件資源的分配、任務(wù)調(diào)度、控制以及保證它們協(xié)調(diào)工作，它位于硬件和應(yīng)用軟件之間 。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 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 機上的不同，因為它們需要適應(yīng)于特定場合環(huán)境 。其核心部件就是嵌入式處理器，包 括基于 ASIC（專用集成電路）的嵌入式微處理器， DSP 系統(tǒng)，SOC 系統(tǒng)以及基于現(xiàn)場可編程邏輯器件 FPGA。硬件是系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，而軟件是系統(tǒng)實現(xiàn)的靈魂 。綜上，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)。其次，嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(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技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。 我們可以從以下幾方面來理解嵌入式系統(tǒng)。 正是由于它的體積小，成本低，可靠性高，能夠完成特定的功能，所以在一些特定的場合非常適用 嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)最初是 基于單片機的 。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進，無線傳感網(wǎng) 絡(luò)將會用于更多的領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)特別適合部署在惡劣環(huán)境或人類不宜到達的區(qū)域，傳感器節(jié)點可能工作在露天環(huán)境中，遭受太陽的暴曬或風(fēng)吹雨打，甚至遭到破壞，這些都要求傳感器節(jié)點非常堅固，不易損壞，適應(yīng)各種惡劣條件。傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可能會因為一些因素 而改變，如環(huán)境因素或電能耗盡造成的傳感器節(jié)點出現(xiàn)故障或失效， 傳感器、感知對象和觀察者都可能具有移動性等。在應(yīng)用中傳感器節(jié)點被放置在沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地方，傳感器節(jié)點的位置不能預(yù)先精確設(shè)定，所以這就要求傳感器節(jié)點具有自組織的能力，能夠自動進行配置和管理，通過拓撲控制機制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一方面是傳感器節(jié)點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)進行森林防火和環(huán)境監(jiān)測，需要部署大量的傳感器節(jié)點；另一方面，傳感器節(jié)點部署很密集，在一個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。 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展最早可以追溯到 20 世紀 70 年代越戰(zhàn)期間，美國為了切斷越南軍隊輸送物資的秘密通道，就通過飛機投放了許多的 “熱帶樹 ”，它實際上是由震動和聲響傳感器組成的系統(tǒng)，落地后插入泥土中，只露出偽裝成樹枝的無線電天線，只要有車隊經(jīng)過，傳感器探測出目標(biāo)產(chǎn)生的震動和聲響信息，自動發(fā)送到指揮中心 ，這是無線傳感網(wǎng)絡(luò) 的雛形；接著就是 20 世紀 80 年代至 90 年代之間，美軍研制的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、海軍協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)、遠程戰(zhàn)場傳感器系統(tǒng)等，這種現(xiàn)代微型化的傳感器具備感知能力、計算能力和通信能力，因此商業(yè)周刊將它列為 21 世紀最具影響力的 21 項技術(shù)之一；最后就是現(xiàn)在的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其特點主要是網(wǎng)絡(luò)傳輸自組織、節(jié)點設(shè)計低功耗，由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)在國際上被認為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，美國的《技術(shù)評論》雜志評出對人類未來生活產(chǎn)生深遠影響的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一。 Linux Application Program 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)簡介 ................................................... 1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的概念 ............................................. 1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史 ......................................... 1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特征 ............................................. 1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的主要用途 ......................................... 2 2 嵌入式系統(tǒng)概述 ..................................................... 3 嵌入式系統(tǒng)介紹 ...............