【正文】 和開發(fā)板目錄。接著在Fedora 的終端上運行命令 gedit /etc/exports，編輯nfs服務的配置文件，添加以下內(nèi)容/opt/FriendlyARM/mini2440/rootfs_qtopia_qt4 *（rw,sync,no_root_squash），其中/opt/FriendlyARM/**/rootfs_qtopia_qt4表示nfs共享目錄。 最后啟動NFS服務。 嵌入式軟件開發(fā)層次本設計的軟件系統(tǒng)一個嵌入式Linux系統(tǒng)從軟件角度來看可以分為三個層次：（1）引導加載程序，包括固化在固件中的boot程序(可選)，和Bootloader部分兩大部分。（3）文件系統(tǒng)，包括了系統(tǒng)命令和應用程序。通過這段代碼實現(xiàn)硬件的初始化，建立內(nèi)存空間的映射圖，為操作系統(tǒng)內(nèi)核準備好硬件環(huán)境并引導內(nèi)核的啟動。因此，在嵌入式世界里建立一個通用的BootLoader幾乎是不可能的。此次開發(fā)板引導程序用的是Supervivi，它是友善之臂基于vivi改進的一個簡單易用的Bootloader。 定制Linxu內(nèi)核Linux是最受歡迎的自由電腦操作系統(tǒng)內(nèi)核。Linux最早是由芬蘭黑客LinusTorvalds為嘗試在英特爾x86架構上提供自由免費的類Unix操作系統(tǒng)而開發(fā)的。技術上說Linux是一個內(nèi)核。一個內(nèi)核不是一套完整的操作系統(tǒng)。Linux內(nèi)核源代碼很龐大，想要短時間內(nèi)讀懂大部分內(nèi)核源代碼幾乎是不可能的，此次設計用的是開發(fā)板自帶的內(nèi)核。然后執(zhí)行“make menuconfig”，打開內(nèi)核配置界面，配置好內(nèi)核后通過執(zhí)行“make zImage”命令編譯內(nèi)核，編譯結束后在/arch/arm/boot目錄下生成Linux內(nèi)核映像文件zImage。這種機制有利于用戶和操作系統(tǒng)的交互。根文件系統(tǒng)，是Linux/Unix系統(tǒng)啟動的一個重要的組成部分，也是操作系統(tǒng)正常工作的必要組成部分。這些存放在同一個分區(qū)中的基本且必需的文件合起來稱為根文件系統(tǒng)。下面做簡單介紹：216。216。 /etc 存放著系統(tǒng)主要的配置文件，例如人員的賬號密碼文件、各種服務的其實文件等。 /lib存放共享庫和可加載（驅動程序），共享庫用于啟動系統(tǒng)。216。216。216。216。216。用來臨時掛載光盤、移動存儲設備等。 /tmp存放臨時文件，通常是空目錄，一些需要生成臨時文件的程序用到的/tmp目錄下，所以/tmp目錄必須存在并可以訪問。分別對虛擬機安裝，交叉編譯環(huán)境、在Linux服務器上安裝交叉編譯工具鏈、嵌入式Linux內(nèi)核的配置和編譯，YAFFS32文件系統(tǒng)的實現(xiàn)，以及嵌入式軟件開發(fā)層次等。每個硬件模塊在嵌入式開發(fā)中稱為設備，每個設備想要運行都要在Linux內(nèi)核中編寫設備驅動程序。從本質上講設備驅動程序主要負責硬件設備的數(shù)據(jù)讀寫、參數(shù)配置與中斷處理。應用層通過系統(tǒng)調(diào)用進入內(nèi)核層，內(nèi)核層根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用號來調(diào)用驅動程序對應的接口函數(shù)。Linux內(nèi)核本身就是一個單內(nèi)核，具有效率高的優(yōu)點，也具有可擴展性和可維護性差的缺陷，模塊機制就是為了彌補這一缺陷而設計的。采用可加載模塊方式可以讓驅動程序的運行更加靈活，也更便于調(diào)試。一般來說， Linux系統(tǒng)將設備分為3種類型：字符設備、塊設備、網(wǎng)絡接口設備。字符設備是指那些每次只能一個字節(jié)讀寫數(shù)據(jù)的設備，不能隨機讀取設備內(nèi)存中的某一數(shù)據(jù)，其驅動程序中完成的主要工作是初始化、添加和刪除cdev結構體，申請和釋放設備號，以及填充file_operations結構體中操作函數(shù)，并實現(xiàn)file_operations結構體中的read()、write()、ioct1()等重要函數(shù)。 字符設備與用戶空間關系 想要設備正常工作，然后才能正確調(diào)用open()、read()、write()、ioctl()函數(shù)操作系統(tǒng)硬件設備。 GSM遠程控制模塊的實現(xiàn) mini2440串口的配置和實現(xiàn)在實際程序設計過程中主要包括兩個組成部分，其一是串口的硬件驅動程序，其二是文件系統(tǒng)上的應用程序。開發(fā)板的內(nèi)核源代碼自帶了串口驅動程序，在開發(fā)時我們不需要自己編寫驅動。fd=open(“/dev/ttySAC1”,O_RDWR)。}打開串口后還不能時串口正常工作，需要正確設置串口包括設置波特率、效驗位和停止位的設置，設置串口主要是設置struct termios結構體的各成員值。//輸入模式標志 unsigned short c_oflag。//控制模式標志 unsigned short c_lflag。//控制協(xié)議 unsigned char c_cc[NCC]。幾乎對串口的操作都是通過結構體struct termios和幾個函數(shù)實現(xiàn)，其中最重要的是tcgetattr()和tcsetattr()，剛開始程序通過tcgetattr()函數(shù)獲取設備當前的設置，然后修改這些設置，最后用tcsetattr()使設置生效。設置好串口之后，就可以通過把串口當作文件讀寫了。int Length=1024。nbyte = write(fd,buffer,Length)。int Len=1024。 通過串口發(fā)送短信前面已經(jīng)簡單介紹過TC35模塊，TC35模塊有40個引腳，通過一個ZIF(ZeroInsertionForce，零阻力插座)連接器引出。在開發(fā)中我們用的是GSM集成模塊，模塊把我們需要使用的引腳都接了出來，開發(fā)時只有提供電源和接上MAX232電路即可。讓TC35工作的過程主要是通過開發(fā)板的串口給TC35發(fā)送AT指令以及處理開發(fā)板返回的AT指令。下面是發(fā)送英文短信的收發(fā)過程。 //test 為發(fā)送內(nèi)容，→為發(fā)送符（ctrl+z,十六進制0x1A）收：+CMGS: 54 OK知道了GSM英文短信的發(fā)送過程，只要把握好順序用nbyte = write(fd,buffer,Length)；即可實現(xiàn)發(fā)送英文短信的功能。要控制家電，首先系統(tǒng)要識別是什么用戶向系統(tǒng)發(fā)送了消息，而且系統(tǒng)還要識別受到消息的內(nèi)容，從而對家電進行控制。若智能家居系統(tǒng)收到其他用戶的短信請求，將不會對短信進行解析，也不會對短信進行監(jiān)控。DS18B20的測量范圍從55攝氏度到+125攝氏度，可在1s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字，每一個DS18B20在出廠時已給定了唯一的序號，多個DS18B20可以存放在同一條單線總線上，實現(xiàn)多路溫度采集。： ROM存儲器操作命令ROM 指令代碼指令功能Read ROM33H讀取DS18B20的64位器件序列號Match55H總線控制在單線上定位一只特定的DS18B20Skip ROMCCH總線控制器不需發(fā)送器件序列號就可對存儲器操作Search ROMF0H識別單線總線上各單線器件的序列號Alarm ROMECH對溫度超過報警上、下限的器件做出警告搜索響應 RAM存儲器操作命令RAM 指令代碼指令功能Write Scratchpad4EH寫入數(shù)據(jù)到儲存器字節(jié)2，3和字節(jié)4Read ScratchpadBEH讀暫存存儲器Copy Scratchpad48H將暫存器中TH,TL和配置寄存器內(nèi)容復雜到E2PROMConvert Temperature44H啟動DS18B20溫度轉換Recall EPROMB8H將E2PROM中TH,TL和配置寄存器內(nèi)容回寫到暫存器Read Power supplyB4H讀電源數(shù)字溫度傳感器DS18B20將模擬溫度信號直接轉換為數(shù)字信號，然后通過串行通信的方式輸出。初始化協(xié)議定義復位和存在脈沖時序，數(shù)據(jù)執(zhí)行協(xié)議定義處理器讀0讀1時序和寫0寫1時序，所有的命令和數(shù)據(jù)以字節(jié)發(fā)送，并且低位在前，高位在后，： DS18B20數(shù)據(jù)通信時序圖處理器將單線總線DQ從邏輯高電平拉為邏輯低電平時，啟動一個寫時序，所有的寫時序必須在60181。s內(nèi)完成，并且兩個連續(xù)的寫時序之間至少需要1181。s內(nèi)將總線釋放，寫“0”與寫“1”：圖 寫“0”與寫“1”時序圖： DS18B20溫度采集程序設計流程圖數(shù)據(jù)采集過程中驅動層所編寫的主要函數(shù)如下：1：static int ds18b20_init(void)。//向DS18B20讀數(shù)據(jù)3：static unsigned char read_byte(void)。//讀出溫度值，然后利用copy_to_user函數(shù)返回給用戶層。溫度傳感器在嵌入式系統(tǒng)中對應的設備文件為/dev/ds18b20，首先系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)int fd_ds18b20=open(“/dev/ds18b20”,O_RDWR)打開嵌入式設備中的傳感器設備，打開設備失敗返回1，以后的系統(tǒng)函數(shù)就可以使用fd_ds18b20來對設備進行操作。系統(tǒng)通過調(diào)用read(fd_ds18b20,amp。 煙霧傳感器模塊的實現(xiàn)MQ2氣體傳感器可檢測多種可燃性氣體，當傳感器所處環(huán)境中存在可燃性氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。根據(jù)傳感器輸出的電壓大小判斷環(huán)境中可燃性氣體濃度的大小。關閉煙霧傳感器的函數(shù)為close(fd_adctest)。 煙霧傳感器接線圖如上圖所示，MQ2其他傳感器有6只針狀管引腳，其中4個用于信號輸出，2個用于提供加熱電流。 式（）為回路電壓即電源電壓，其加在MQ2傳感器的1腳、3腳之間，是傳感器4腳、6腳輸出電壓，為傳感器的體電阻。而的下降則會導致MQ2的4腳、6腳對地輸出的電壓增大，所以氣體濃度增大，其輸出電壓也會增大。假設程序中經(jīng)過A/D轉換后的數(shù)字是，在程序中可以設兩個值、假設=400，=800，若，系統(tǒng)把室內(nèi)的抽風機打開，把有害氣體排出室外，若，系統(tǒng)把蜂鳴器開起，進行報警。 具有語音提示功能的密碼鎖防盜模塊的實現(xiàn)本模塊用到了4*4鍵盤作為輸入設備。在程序中用按下“”鍵表示確認輸入密碼，用按下“*”表示刪除輸入。 4*4鍵盤掃描程序一開始在程序初始化某一個密碼，程序不斷檢測用戶輸入，當用戶輸入正確密碼時即打開門，同時系統(tǒng)將不再接收由紅光電感器輸入的中斷信號，有人強行打開門時，屋內(nèi)光電傳感器檢測到異常信號，系統(tǒng)執(zhí)行中斷服務程序，接著向ISD1760語音芯片發(fā)送觸發(fā)信號進行語音報警。具有語音提示功能的密碼鎖防盜門模塊在開始時先初始化外部中斷，接著程序將一直查詢紅外傳感器是否檢測到信號，判斷是否有中斷請求，若發(fā)生中斷請求，先判斷用戶是否輸入了正確的密碼打開門的，若是，則把門打開，若否，系統(tǒng)將觸發(fā)語音報警模塊運行。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件，它是把光信號（紅外、可見紫外光輻射）轉變成為電信號的器件。它可以用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強等。 光電傳感器及其引腳圖在正常工作時，光電傳感器默認輸出高電平，當有人靠近時，光電傳感器輸出低電平。通過判斷光電的信號線是否有下降沿的變化從而斷定是否有人靠經(jīng)保險柜等重要財產(chǎn)。關閉光電傳感器為close(fd_redsensor)。當上層QT程序判斷出現(xiàn)下降沿中斷后馬上發(fā)出信號觸發(fā)報警模塊進行語音報警。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。根據(jù)芯片電路把電路連接好，提前往芯片里面錄好音，當檢測到可能有小偷時，通過ioctl(fd_redsensor,0,1)控制輸出相應的控制電平就可以達到報警的目的。在模型中我們只用了一個人體紅外傳感器，還不能準備判斷是大人還是小孩靠近窗戶，但在實際項目中可在不同高度安裝人體紅外傳感器通過高度準確是大人還是小孩靠近窗戶。由此可檢測是否有小孩靠近窗戶而決定是否把窗戶打開或關閉。系統(tǒng)中用步進電機打開或者關閉窗戶，步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。），電壓為DC5V—DC12V。每一個脈沖信號對應步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應轉子轉過一定的角度（一個步距角）。 本章小結本章首先介紹系統(tǒng)總體模塊設計原理，然后分別描述系統(tǒng)各個模塊的實現(xiàn)過程，包括GSM遠程監(jiān)控家電模塊，數(shù)字溫度采集模塊，煙霧濃度采集及其報警模塊，具有語音提示功能的密碼鎖防盜模塊，窗戶預防小孩墜樓模塊。Qtopia是Trolltech公司(現(xiàn)已被諾基亞收購）為采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)的消費電子設備而開發(fā)的綜合應用平臺,Qtopia包含完整的應用層、靈活的用戶界面、窗口操作系統(tǒng)、應用程序啟動程序以及開發(fā)框架。在開發(fā)中，把智能家居系統(tǒng)設計成一個應用程序加載在mini2440的欄目下。 模塊功能測試 遠程監(jiān)控家電模塊功能測試系統(tǒng)開機時，臺燈和風扇都是關閉的。 向系統(tǒng)發(fā)送“tdk”命令 接著通過手機短信把風扇打開。 家電工作狀態(tài)此時臺燈跟風扇都處于工作狀態(tài)，下面向系統(tǒng)發(fā)送“qjk”命令監(jiān)控家電的工作狀態(tài)。 密碼鎖防盜模塊功能測試下面測試具有語音提示功能的密碼鎖防盜模塊，首先輸入密碼。 輸入密碼 輸入正確密碼，把門打開當有非法人員用非法方式把門打開時，系統(tǒng)將進行語音報警，如下圖所示。 煙霧報警模塊功能測試煙霧報警模塊在室內(nèi)空氣質量良好時顯示“The air quality is well”；當煙霧濃霧偏高時，控制器上顯示“The air quality is not well！”，同時系統(tǒng)把抽風機打開把室內(nèi)有害氣體排出室外；當煙霧濃度過高時，控制器顯示“The air quality is bad!“，同時啟動蜂鳴器進行煙霧報警。系統(tǒng)同抽風機把有害氣體拍到室外。 預防小孩墜樓模塊功能測試該作品設計的是只能家居模型而非真正實物，在模型中我們只用了一個人體紅外傳感器，還不能準備判斷是大人還是小孩靠近窗戶，但在實際項目中可在不同高度安裝人體紅外傳感器通過高度準確判斷是大人還是小孩靠近窗戶。窗戶處于關閉狀態(tài)時，把手放開窗戶，系統(tǒng)會自動打開，經(jīng)測試，此模塊能正常工作。在做嵌入式系統(tǒng)的研究的同時，還不得不從系統(tǒng)的角度考慮諸如網(wǎng)絡、環(huán)保、生態(tài)等其他問