基于ARM linux的嵌入式遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)設(shè)計

1、基于arm linux的嵌入式遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)設(shè)計目前，大多數(shù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的硬件采納816位的，軟件多采納匯編語言編程，該編程僅包含一個容易的循環(huán)處理的控制流程；單片機(jī)與單片機(jī)(或上位機(jī))之間的通信通過rs232、rs485或can來組成局域網(wǎng)，再用pc機(jī)作為 web服務(wù)器，與internet舉行通訊。這樣的遠(yuǎn)程測控設(shè)備成本高、體積大、速度慢、功耗大?，F(xiàn)在，32位cpu價格已下降，性能指標(biāo)也有提高，為嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了可能性?；谏鲜鰻顩r，我們將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，大大提高了測控系統(tǒng)的性能，同時降低了成本和功耗，體積也大大減小。嵌入式系統(tǒng)普通應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)來開發(fā)。在嵌

2、入式操作系統(tǒng)的挑選上，因?yàn)橛型暾_放的源代碼，因而它具有修改和優(yōu)化系統(tǒng)、內(nèi)核穩(wěn)定、適用于多種cpu和多種硬件平臺、支持網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)，所以挑選linux作為嵌入式操作系統(tǒng)較好。本文提出的基于 linux的嵌入式遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)本地數(shù)據(jù)采集與控制，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測控任務(wù)。1、硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)1。包含一個1632-bit的risc(arm920t)的cpu內(nèi)核，主頻200hz，內(nèi)部含有8通道1o位ad轉(zhuǎn)換器和大量的io口、控制器等豐盛接口，能運(yùn)行ucosll、armlinux和wince嵌入式操作系統(tǒng)，dm 9ooo是10m100m以太網(wǎng)接口控制芯片。本硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)容易，成本低，不需要pc機(jī)就可

3、挺直接入internet。2、軟件系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是囫圇嵌入式系統(tǒng)的核心。本系統(tǒng)挑選armlinux系統(tǒng)。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的存儲容量很小，因此要把a(bǔ)rmlinux操作系統(tǒng)裝入有限的存儲器內(nèi)，就要對它舉行裁剪。無數(shù)資料對此都有論述，這里就不再累述。下面主要介紹基于操作系統(tǒng)上的遠(yuǎn)程測控軟件設(shè)計。其體系結(jié)構(gòu)2。2.1 基于boa的web服務(wù)器嵌入式linux主要有三個web server：hapd、thttpd和boa。httpd是最容易的一個web server。它的功能最弱，不支持認(rèn)證，不支持cg1。thttpd和boa都支持認(rèn)證、cgi等，功能都比較全。boa是一個單任務(wù)的小型httpd 服務(wù)

4、器，源代碼開放、性能優(yōu)秀，特殊適合應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。下面介紹boa的移植與編譯。對于有mmu嵌入式linux，把boa下載到redhat宿主機(jī)上后，解壓到隨意名目，再修改boasrcmakefde里面的編譯器。例如：cc=opfhosfarmv41binarmv41unkllownlinuxgcccpp=opthostarmy41binarmv41unknownlinuxg+此后挺直在boasrc名目下執(zhí)行make即可生成boa可執(zhí)行文件。將其復(fù)制到ramdisk加載mount的名目的bin里面后，等一同加入配置文件和html/cgi文件后，重做ramdisk即可。配置文件boaconf的編

5、制見下。需要解釋的是，linux下的應(yīng)用程序的配置都是以配置文件的形式提供的，般都是放在目標(biāo)板ete名目下或者ctcconfig名目下，但boa 的配置文件boaconf普通都放置在目標(biāo)板homehttpd名目下。本系統(tǒng)boa.conf文件的編寫程序?yàn)椋簊ervername s a m s u n ga r mdocumentroothomehttpdcgibinscfiptaliasindexhtmlhomehttpdhtmlindex.html它指定了html頁面index.html必需放homehttpdhtml名目下，cgi可執(zhí)行文件必需放到homehttpdcgibin名目下。2.2

6、 cgi程序技術(shù)原理cgi(common gateway interface)是外部擴(kuò)展應(yīng)用程序與www服務(wù)器交互的一個標(biāo)準(zhǔn)接口。根據(jù)cgi標(biāo)準(zhǔn)編寫的外部擴(kuò)展應(yīng)用程序可以處理客戶端掃瞄器輸入的數(shù)據(jù)，從而完成客戶端與服務(wù)器的交互操作。而cgi規(guī)范定義了web服務(wù)器如何向擴(kuò)展應(yīng)用程序發(fā)送消息，在收到擴(kuò)展應(yīng)用程序的信息后又如何舉行處理等內(nèi)容。通過 cgi可以提供許多靜態(tài)的html網(wǎng)頁無法實(shí)現(xiàn)的功能。其www與cgi的工作原理如下。http協(xié)議是www的基礎(chǔ)，它基于客戶服務(wù)器模型。一個服務(wù)器可以為分布在網(wǎng)絡(luò)各處的客戶提供服務(wù)。它是建立在tcpip協(xié)議之上的“無銜接”協(xié)議。每次銜接只處理一個哀求。當(dāng)一個

7、哀求到來時，便創(chuàng)建一個子進(jìn)程為用戶的銜接服務(wù)。按照哀求的不同，服務(wù)器會返回html文件或通過cgi凋用外部應(yīng)用程序，返回處理結(jié)果。服務(wù)器通過cgi與外部程序和腳本之問舉行交互，按照客戶端在舉行哀求時所實(shí)行的辦法，服務(wù)器會收集客戶所提供的信息，并將該部分信息發(fā)送給指定的cgi擴(kuò)展程序。cgi擴(kuò)展程序?qū)π畔⑴e行處理并將結(jié)果返回服務(wù)器。服務(wù)器對信息舉行分析后，將結(jié)果發(fā)送網(wǎng)客戶端。外部cgi程序與www服務(wù)器舉行通信、傳遞有關(guān)參數(shù)和處理結(jié)果是通過環(huán)境變量、指令行參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)輸入來舉行的。服務(wù)器提供了客戶端(掃瞄器)與cgi擴(kuò)展程序之問的信息交換的通道?？蛻舻陌笸ㄟ^服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)輸出傳送給cgi的標(biāo)準(zhǔn)輸入

8、。cgi對信息舉行處理后，會將結(jié)果發(fā)回到它的標(biāo)準(zhǔn)輸入，然后由眼務(wù)器將處理結(jié)果發(fā)送給客戶端。2.3 cgi外部擴(kuò)展程序的編制服務(wù)器程序可以通過三種途徑接收信息：環(huán)境變量、指令行和標(biāo)準(zhǔn)輸入。詳細(xì)用法哪一種辦法要由標(biāo)簽的method屬性來打算。在“method=get”時，向cgi程序傳遞表單編碼信息的正常做法是通過指令來舉行的。大多數(shù)表單編碼信息都是通過qucry-string的環(huán)境變量來傳遞的。假如“method=post”，表單信息將通過標(biāo)準(zhǔn)輸入來讀取。還有一種不用法表單就可以向cgi傳送信息的辦法。那就是把信息挺直追回在url地址后面，信息和url之間用問號(?)來分隔。本測控系統(tǒng)采納的是g

9、et辦法。下面是遠(yuǎn)程控制閃耀快慢的程序。其網(wǎng)頁如下頁圖3，其程序如下。；led測試input type=“radio”name=“speed”value=“show”checked慢速input type=“radio”name=“speed”value=“normal”中速input type=“radio”name=“speed”value=“rast”高速input type=“submit”value=確定“name=”submit其中l(wèi)eds.cgi程序如下：! /bin/shperiod=1+case $query-string in*slow*）period=0.25；* nor

10、mal *)period = 0.125；* fast *period=0.0625+；*fast * ) + period =0.0626；esac/bin/echo $ period ? /tmp/led-control/通過query_string的環(huán)境變量傳遞給應(yīng)用程序。echo “content-type:texe/html；charset=gb2312”echo/bin/cat led =result.templateexit 0ledcontrol是編譯好的可執(zhí)行的應(yīng)用程序，通過led驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)對led的控制。由于s3c2410有mmu，所以通過操作系統(tǒng)來對硬件控制需要驅(qū)動程序來實(shí)現(xiàn)。其數(shù)據(jù)采集部分也類似，不再單獨(dú)解釋。圖3 試驗(yàn)結(jié)果3、測試結(jié)果首先建立好基于s3c2410嵌入式開發(fā)環(huán)境，把編譯好的booloader、嵌入式linux內(nèi)核和ramdisk燒人flash中，然后起動boa服務(wù)器，在pc機(jī)的掃瞄器上輸人嵌入式系統(tǒng)的ip地址，即顯示出3的網(wǎng)頁。通過點(diǎn)擊慢速、中速和高速，再點(diǎn)擊確定，測控板上led的