【正文】 CE、linux、Palm OS等；216。 ；216。 具有嵌入式ICERT邏輯，調(diào)試、開發(fā)方便；216。ARM7體系為低功耗32位核，最適用于對價位和功耗敏感的消費類應(yīng)用。Thumb狀態(tài)與正常的ARM狀態(tài)之間的切換是零開銷的。ARM處理器本身是32位設(shè)計，但也配置Thumb16位指令集以允許軟件編碼為更短的16位指令。所有ARM處理器共享這一體系結(jié)構(gòu)。ARM公司是32位嵌入式RISC微處理器領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商，在世界范圍有超過100個的合作伙伴包括半導(dǎo)體工業(yè)的著名公司，從而導(dǎo)致了大量的開發(fā)工具和豐富的第三方資源，它們共同保證了基于ARM處理器核的設(shè)計可以很快投入市場。3 開發(fā)環(huán)境 硬件開發(fā)環(huán)境 ARM處理器ARM即Advanced RISC Machines的縮寫，由英國Advanced RISC Machines Limited Corporation設(shè)計。 從性能、成本以及可移植性等多方面考慮，在本設(shè)計中使用uClinux嵌入式操作系統(tǒng)。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元（MMU）的處理器。 uClinux：，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。 uC/OS：uC/OS代碼公開，代碼結(jié)構(gòu)清晰、明了，注釋詳盡，組織有條理，可移植性好，可剪裁，系統(tǒng)短小精悍，是研究和學(xué)習實時操作系統(tǒng)的首選，但在工程應(yīng)用領(lǐng)域使用較少。但是Windows CE開發(fā)平臺較為昂貴，在一定程度上限制了其發(fā)展。Windows CE的圖形用戶界面相當出色，Windows CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化、基于Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無關(guān)等特點。216。 VxWorks：VxWorks操作系統(tǒng)是一種嵌入式實時操作系統(tǒng)，具有實時性好、可靠性高、集成開發(fā)環(huán)境完備而強大等優(yōu)點，但是，由于VxWorks源碼不公開，它部分功能的更新滯后。 Power PC在高速與低功耗之間做了妥協(xié)，并集成豐富的外圍電路接口，在中興和華為等通信產(chǎn)品中應(yīng)用較多；由于本設(shè)計目的主要是學(xué)習，綜合考慮性能、成本兩方面，選用ARM7TDMI為核心的S3C44B0作為本設(shè)計的處理器。 ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器具有高性能、低功耗、低成本和高可靠性的特點，適用于便攜式通訊設(shè)備、手持終端、多媒體數(shù)字消費產(chǎn)品等嵌入式系統(tǒng)；216。在嵌入式處理器市場上，比較流行的處理器廠商有：ARM、Power PC、MIPS等。本設(shè)計完成的工作有：建立交叉編譯環(huán)境、移植uClinux、使用linux C編寫webserver和溫度采集程序和下載應(yīng)用程序。數(shù)字溫度計DS18b20支持“一線總線”接口，現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。webserver具有CGI功能，不但可以傳遞靜態(tài)網(wǎng)頁，而且能傳遞動態(tài)網(wǎng)頁，采用多進程和進程間通信技術(shù)處理用戶CGI請求。嵌入式webserver采用了HTTP協(xié)議，使用socket技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)通信。 本設(shè)計簡介本設(shè)計實現(xiàn)了基于嵌入式webserver的溫度采集系統(tǒng)，包括嵌入式webserver模塊和溫度采集模塊?；趙ebserver的嵌入式溫度采集系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣，前景廣闊，特別在工業(yè)應(yīng)用中有著迫切的需求和非常廣闊的市場。在生產(chǎn)過程中應(yīng)用這一系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場各種參數(shù)的采集、監(jiān)視和記錄，為安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及降低成本和減少損失提供信息和手段。 本設(shè)計的目的和意義本設(shè)計將嵌人式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，把TCP/IP協(xié)議嵌入到現(xiàn)場設(shè)備中去，并利用CGI技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備參數(shù)及現(xiàn)場數(shù)據(jù)與嵌入式Web服務(wù)器之間的動態(tài)交互，可以滿足嵌入式設(shè)備與Internet直接聯(lián)網(wǎng),將廣泛應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)、遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工業(yè)智能化從站系統(tǒng)、LED網(wǎng)絡(luò)控制顯示屏系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全加密系統(tǒng)等各個方面。正是由于Web 簡便的操作、良好的互動功能, 嵌入式系統(tǒng)的高度集成、強大的信息處理功能, 使得Web 和嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合成為今后工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測與處理的新趨勢。World Wide Web的出現(xiàn)，極大地方便了人們對Internet 上資源的組織和訪問。以ARM體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的微處理器具有高性能、低功耗和低成本的特點，它廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，是目前應(yīng)用最廣泛的32位微處理器。硬件部分給出了各模塊的結(jié)構(gòu)框圖和電路圖，軟件部分則給出了各程序模塊的流程圖。第四、五、六章分別介紹了ARM微處理器、嵌入式操作系統(tǒng)uClinux、DS18B20和webserver的基本原理和相關(guān)知識。本文做了以下工作：首先，詳細介紹了基于嵌入式webserver溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計目的和意義以及應(yīng)用前景，接著對適用于本設(shè)計的各種方案進行比較，并選取最適合本設(shè)計的一種方案。本設(shè)計基于以ARM7處理器為核心的硬件平臺，使用uClinux嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了以嵌入式webserver為基礎(chǔ)的溫度采集系統(tǒng)?；谇度胧絯ebserver的溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計摘要以ARM為核心的微處理器具有高性能、低功耗和低成本的特點，它廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，是目前使用最廣泛的32位微處理器。同時，WWW使人們能夠方便地訪問網(wǎng)絡(luò)資源，二者的結(jié)合，使人們能夠通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程訪問和控制信息化產(chǎn)品。本設(shè)計所做的工作有：建立交叉編譯環(huán)境、移植uClinux、編寫webserver和溫度采集控制程序以及添加應(yīng)用程序等。接著，在第三章中介紹了本設(shè)計所需的開發(fā)環(huán)境的建立，包括建立交叉編譯環(huán)境和嵌入式操作系統(tǒng)的移植。第七、八章詳細介紹了本設(shè)計的硬件部分和軟件部分。關(guān)鍵詞ARM,uClinux，webserver，溫度采集，DS18B20The Design for the Collection System of Temperature Based on Embedded WebserverAbstractThe ARM microprocessor is widely used in embedded systems design for its highperformance, low power consumption and lowcost features,as the most pop 32bit microprocessor. At the same time, WWW can easily make people access the network the bination of the two make people access and control the electronic products remotely with ease. And integrating with network technology is the inevitable trend of the development of embedded technology. This design includes embedded webserver module and the temperature collection module,which is based on the ARM7 processor and uses the uClinux as the operation system . The design has used the technogy of the CGI, multiprocess and multithread, and municating between processes. Webserver can access the webserver has the function of CGI,with the ability of displaying dynamic pages. Moreover, webserver can can acquisite the data of temperature by controlling temperature collection module. To plete the design, the work as follows had been done:establishing the crosspiling environment, transplantation of uClinux, piling the webserver and temperature collectiong procedures and adding the application procedures to the system.This design can be applied for the remote controlling for industry and intelligent home systems.Key Words:ARM,uClinux，webserver，temperature collection，DS18B20目錄1 緒論 1 設(shè)計背景 1 本設(shè)計的目的和意義 1 本設(shè)計簡介 22 方案論證 3 嵌入式處理器的比較 3 嵌入式操作系統(tǒng)的比較 33 開發(fā)環(huán)境 5 硬件開發(fā)環(huán)境 5 ARM處理器 5 ARM開發(fā)環(huán)境 6 軟件開發(fā)環(huán)境 7 uClinu嵌入式操作系統(tǒng) 7 交叉編譯環(huán)境的建立 10 移植uClinux操作系統(tǒng) 124 硬件設(shè)計 20 總體結(jié)構(gòu)框圖 20 溫度采集模塊 20 數(shù)字溫度計DS18B20介紹 20 電路設(shè)計 295 軟件設(shè)計 31 webserver 31 HTTP協(xié)議 31 CGI(Common Gateway Interface) 32 Socket 編程 33 多線程和多進程 36 進程間通信和管道 38 Webserver模塊程序流程圖 39 溫度采集模塊 456 實現(xiàn)結(jié)果 48結(jié)論 52致謝 53參考文獻 54231 緒論 設(shè)計背景隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，特別是進入后PC時代，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域的一個重要組成部分。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，“設(shè)備即網(wǎng)絡(luò)”成為“后PC“時代對嵌入式系統(tǒng)的客觀要求?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種企業(yè)和工業(yè)系統(tǒng)，越來越多的信息化產(chǎn)品需要能夠接入互聯(lián)網(wǎng)通過Web頁面進行遠程訪問和控制。嵌人式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，為現(xiàn)場檢測與控制設(shè)備的微型化、智能化奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)迅速得到廣泛應(yīng)用，它滲透到地質(zhì)、醫(yī)療器械、通訊等各個領(lǐng)域，為獲取信息提供了良好的基礎(chǔ)。在嵌入式webserver中加入溫度采集模塊，讓webserver控制溫度采集模塊，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，可以方便快速地實現(xiàn)遠程溫度數(shù)據(jù)采集?；谝蕴W(wǎng)的嵌入式溫度采集系統(tǒng)，和傳統(tǒng)的溫度采集系統(tǒng)相比，它有以下優(yōu)點：使終端設(shè)備的管理走向集中；更具有實時、實地性，可以隨時隨地通過Internet監(jiān)控更大范圍的終端設(shè)備，并可取代大量前置PC。工業(yè)控制或自動化生產(chǎn)中，采用遠程接入方案能提高個人生產(chǎn)力，減少專家用于管理的時間，降低外出辦公次數(shù)，從而降低了成本，大大提高了生產(chǎn)效率。整個設(shè)計以webserver為核心，用戶的請求通過網(wǎng)絡(luò)傳給webserver，webserver接收請求并進行響應(yīng)（如采集溫度），然后webserver再將結(jié)果返回給用戶，從而便實現(xiàn)遠程控制。采用多線程處理用戶連接請求。溫度采集模塊的核心是數(shù)字溫度計DS18B20。溫度采集控制進程作為webserver的子進程由webserver產(chǎn)生，它與webserver主進程使用管道技術(shù)進行通信。2 方案論證 嵌入式處理器的比較嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的“硬核”，處理器的選擇將對整個嵌入式系統(tǒng)的成本和性能產(chǎn)生很大的影響，因此要選擇一款適合本設(shè)計的處理器。216。 MIPS處理器速度高，跨入了64位時代，并且多核集成，主要應(yīng)用于高端產(chǎn)品；216。 嵌入式操作系統(tǒng)的比較目前主流的嵌入式操作系統(tǒng)有uClinux、VxWorks、Windows CE、uC/OS等；216。Vxworks的開發(fā)使用都需要交高額的專利費，這就大大增加了用戶開發(fā)的成本。 Windows CE：Windows CE是微軟公司開發(fā)的一個開發(fā)的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng)。Windows CE繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，用戶在Windows CE平臺上可以使用Windows95/98上的編程工具，使用同樣的函數(shù)，使用相同的界面風格， Windows上的絕大數(shù)應(yīng)用軟件只需簡單修改和移植就可以在Windows CE平臺上繼續(xù)使用。216。216。它是專門針對沒有MMU的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。由于uClinux在標準的Linux基礎(chǔ)上進行了適當?shù)募舨煤蛢?yōu)化，形成了一個高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux，雖然它的體積很小，uClinux仍然保留了Linux的大多數(shù)的優(yōu)點：穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對各種文件系統(tǒng)的支持、以及標準豐富的API等。 所以本設(shè)計選擇ARM+uClinux的體系結(jié)構(gòu)作為平臺。ARM公司是設(shè)計公司，本身不產(chǎn)生芯片，只提供知識產(chǎn)權(quán)（IP）。ARM32位體系結(jié)構(gòu)目前被公認為是業(yè)界領(lǐng)先的32位嵌入式RISC微處理器結(jié)構(gòu)。這可確保當開發(fā)者轉(zhuǎn)向更高性能的ARM處理器時，在軟件開發(fā)上可獲得最大的回報。與等價的32代碼相比，占用的存儲器空間節(jié)省高達35%，然而保留了32位系統(tǒng)所有的優(yōu)勢。根據(jù)內(nèi)核的不同，ARM處理器分為ARM7,ARM9,ARM9E,ARM10,SecurCore。ARM7具有如下特點：216。 非常低的功耗，適合對功耗要求較高的應(yīng)用，如便攜式產(chǎn)品；216。 代碼密度高并兼容16位的Thumb指令集；216。 指令系統(tǒng)與ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用戶的產(chǎn)品升級換代；216。ARM7體系結(jié)構(gòu)包括：ARM7TDMI,ARM7TDMIS,ARM7EJ,AR