基于ARM7的嵌入式家電控制系統的設計最終稿 基于ARM7的嵌入式家電控制系統的設計 摘要 目前,在嵌入式系統應用領域中,不少人對什么是嵌入式系統不甚了解。有些人搞了十多年的單片機應用,不知道單片機就是一個最典型的嵌入式系統;也有些人在解釋什么是嵌入式系統時,不是從定義出發,而是列舉了嵌入式系統的一些特點,往往不知所云。因此,有必要從現代計算的發展歷史,了解嵌入式系統的由來,從學科建設的角度來探討嵌入式系統較為準確的定義。 智能家居(Smart Home)是利用計算機技術、網絡通信技術、綜合布線技術和傳感技術等,依照人體工程學原理,將家居生活中的各類電子設備有機的結合在一起,通過網絡化綜合智能控制和管理的一種嵌入式系統。 電子、通信、傳感和網絡技術的不斷發展和人們生活質量的提高,家居生活中的電子產品不但種類越來越多,功能更加完善,應用更加普遍,而且越來越智能化,最普遍的家居生活電子產品種類達數百種,實現對如此之多的家居電子產品的綜合控制是智能家居發展的必然趨勢。文中提出的基于ARM7 的無線智能家居控制系統,以ARM7 微處理器為核心 ,結合ZigBee 和GPRS 通信技術,根據實際需要實現對家居電子設備進行本地和遠程兩種方式的無線控制,本地控制是指在本地通過互聯網將控制指令傳輸給控制系統來實現各種家居電器的監控,遠程控制是指用計算機網絡或手機短信將控制指令傳輸給控制系統實現對各種家居電器的遠距離監控,這兩種控制方式的結合將給我們的工作和生活帶來極大的便捷,是未來智能化家居生活發展的必然趨勢。 關鍵詞:高速 ; 電子系統時代 ; 單片微型計算機; 內核 ; 智能家居;Based on ARM7 embedded home appliance the design of control systemABSTRACT at present, the application of embedded system in the area, many people of what is not very understanding of embedded system. Some people engage in more than 10 years of SCM application, do not know the SCM is one of the most typical embedded system; also some people in the interpretation of what is the embedded system, not from the definition, it lists some characteristics of embedded systems, often unintelligible. Therefore, it is necessary from the development history of modern computing, embedded system, from a viewpoint of subject construction of embedded system more accurate definition. Intelligent home furnishing Smart Home is the use of computer technology, network communication technology, integrated wiring technology and sensor technology, in accordance with human body engineering principle, the home furnishing life in various types of electronic equipment together organically, through the network of integrated intelligent control and management of an embedded system.Electronic, to achieve so much home furnishing products comprehensive control is the inevitable trend of the development of intelligent home furnishing. Based on the ARM7 wireless intelligent home furnishing control system, with ARM7 microprocessor as the core, the combination of ZigBee and GPRS communication technology, remote control is the use of computer networks or mobile phone short message control command will be transmitted to the control system to achieve a variety of home furnishing appliances remote monitoring, the two control modes of integration will give our work and life brought great convenience, is the future of intelligent home furnishing life development inevitable trend. Key words: high speed electronic ;system of single chip; microcomputer ;intelligent home;furnishing kernel Era;目錄第一章 引言I1.1基于ARM7的嵌入式家電控制系統的設計概述I1.2 家電控制系統的背景及意義I1.2.2研究意義I1.3 國內外家電控制系統的發展及現狀II1.3.1家電控制系統技術的發展II132家電控制系統的現狀II1.4 本文的主要內容III第二章 系統的總體設計IV2.1總體結構IV2.2 工作過程V功能:具體功能如下通過GUI用戶界面選擇不同模式VI第三章 系統的硬件設計VIII3.1 Mini2440 開發板外觀VIII3.2 Mini2440 開發板硬件資源特性VIII第四章 系統的軟件設計XIII4. 1程序模塊化設計XIII4.1.1 DM9000驅動程序模塊XIII4.1.2 LED仿真程序模塊XIV4.1.3 Lwip協議棧模塊XIV4.1.4 Web數據處理程序模塊XVI4.1. 5 觸摸屏數據處理程序和GUI界面控制程序模塊XVII4.2結構XVIII4.3子程序設計XIX4.3.1 視頻編碼設計XIX4.3.2網頁登錄界面編碼設計XXI4. 3. 3 網頁控制界面編碼設計XXI4. 3 .4溫度采集程序編碼設計XXII第五章 系統的可靠性XXV第六章 總結與展望XXVII6.1總結XXVII62展望XXVII謝詞XXVIII參考文獻XXIX附錄XXX第一章 引言1.1基于ARM7的嵌入式家電控制系統的設計概述 如果說建筑是凝固的音樂,那么完美的家庭智能化自動控制系統則是這首樂曲上絕妙的 音符。在科技發達、物質富庶的今天,自控系統已不單純是實現室內基本安防、照明、采暖 的工具,而且是建筑裝飾的一種實用藝術品,是自動化技術與建筑藝術的統一體。完善的自 控系統集裝飾、照明、安防及節能于一身,盡力達到完美與和諧的統一,充分利用科學與藝 術的搭配,光與影的組合以及安防與空調的自動控制來創造各種舒適、優雅的環境,以加強 室內空間效果的氣氛。試想,當房子的主人回到家,只要在門口的卡片閱讀機刷一下卡或是指紋辨識、感應 磁卡等 ,家庭自動化系統在做過安全認證后,首先安防系統會先撤防,門禁系統會開門, 燈光控制系統的迎賓模式場景會將室內燈光和緩的開啟,空調系統也啟動了,若是晚間則客 廳的電動窗簾會自動關閉,最后音響系統將您最喜歡的那首帕海貝爾的卡農演奏曲播放出 來。而這一切的動作只是在一個起始動作后即門禁的讀卡動作 ,全部自動完成。這不難想 到,以上所提到的子系統間勢必要有一可互操作性Interoperable的關系,而其關鍵便是一個開放性的網絡平臺及架構。1.2 家電控制系統的背景及意義1.2.1 家電控制系統的背景 近年來,隨著網絡寬帶、計算機的處理能力和存儲容量的迅速提高,以及各種視屏信息處理技術的出現,全數字化、網絡化的視屏監控系統優勢愈發明顯,其高度的開放性、集成性、和靈活性為視屏監控和設備的整體性能的提升創造了條件,同時也為整個社會的安全產業的發展提供了更加廣闊的空間,市場上的各種嶄新的應用不斷涌現,應用網絡的遠程視頻監控系統是嵌入式領域前沿的應用模式之一。1.2.2研究意義 嵌入式系統以其成度高、體積小、低功耗、成本低、速度快、可靠性強及穩定性高等特點得到越來越廣泛的應用,尤其是隨著近來電子技術、網絡技術的快速發展,與嵌入式網絡視頻監控的應用也越來越多。網絡的視頻監控可以安裝在室內例如公司的經理可以對公司內部員工進行實時監控從而督促員工提高業績,安裝在家庭中防盜,倉庫以及連鎖超市等。也可以安裝在戶外,使用一些戶外設施進行監控的處所,比如建筑工地、小區別墅、工廠、道路等。可以達到出門在外也可以遠程監控,不受地域范圍的約束。1.3 國內外家電控制系統的發展及現狀1.3.1家電控制系統技術的發展 多年來,遠程視頻監控系統經歷了從第一代模擬系統(VCR),到第二代部分數字化的系統(DVR/NVR),再到第三代全數字化的系統(網絡攝像機和視頻服務器)三個階段的發展演變。這是一個從集中監控向網絡監控的發展歷史,早期的監控系統,采用大型儀表集中對各個重要設備的狀態進行監視,并通過操作盤來進行集中式操作,而計算機監控系統是以監測控制計算機為主體,加上檢測裝置、執行機構與被監測控制的對象共同構成的整體。在現代企業的生產和管理中,大量的物理量、環境參數、工藝數據、特性參數需要進行實時檢測、監督管理和自動控制。由于嵌入式行業生產過程控制的高環境適應性、高實時性、和高可靠性等特點,遠程監控技術一直沿著自己的道路發展,這種系統以計算機網絡為基礎,使系統資源分配趨于合理。遠程監控是本地計算機通過網絡系統如Internet/Intranet,對遠端進行監視和控制,完成對分散控制網絡的狀態監控及設備的診斷維護等功能并且要能夠及時地監視設備的運行狀態并進行有效控制。 這一過程中遠程視頻監控系統與設備雖然在功能和性能上得到了極大的提高但是也仍然受到一些因素的限制,包括遠程視頻監控系統配置和以及視頻監控設備在功能和性能上的局限性。Internet能實現資源的共享,從而使人們有能力解決以前在極有限的資源下很難解決的問題,為遠程監控系統的發展提供了有利的條件。1.3. 2家電控制系統的現狀 隨著因特網日趨普及,家用電器也開始革新并被賦予信息功能。目前,人們熟知的電視、電話、電冰箱、收音機等老家電,在國外已被改頭換面為網絡家電,成為二十一世紀的新寵.網絡沖浪電視機能使用戶邊看電視節目,邊在互聯網上巡游,并可以把與電視節目有關的網址下載,還可通過E-mail傳送視頻、音頻及靜態圖像,也可連接打印機,將所需網絡的資料打印出來;網絡可視電話與家用電腦的網絡連接裝有因特網軟件聲卡、麥克風揚聲器和視像屏幕,不僅可以在網上面對面聊天,還能通過因特網撥號到美國、日本、法國、德國等世界各地直通長途電話,收費便宜。網絡信息冰箱則以游戲機上網為先導,冷凍室門是38厘米液晶顯示屏,可接收有線電視或網絡服務的信息,并可通過主頁傳遞家庭電子郵件或本地區各類信息;網絡全球收音機通過通訊衛星接收全球1000多家廣播電臺的信號,調頻清晰,音質尤佳,并可以進入因特網收聽各種綜合服務的數據信息網絡家電的國際市場可謂色彩斑斕,日新月異。 網絡家電的大潮不僅在國外洶涌澎湃,國內的家電市場同樣波瀾不興。銀灰色的海爾網絡電器是海爾設在美國硅谷的海爾研發中心經過3年多的潛心研究自主開發出的一整套網絡家電。海爾推出的網絡家電包括網絡微波爐、網絡冰箱、網絡洗衣機、網絡空調、網絡熱水器、網絡洗碗機、網絡攝像機、可視電話、便攜筆記本電腦、自動窗簾等十多個門類近百個品種。隨著家電市場競爭的加劇,長虹加強了產業結構的升級換代。就網絡家電方面,長虹與IBM高層代表團進行了專題技術交流,并探討建立戰略合作的具體事宜。1999年,以交互式寬帶多媒體信息網投入商業運作為標志,長虹拉開了進軍有線電視網絡、從事增值服務的序幕。 目前,海爾、思科、IBM、科龍等企業都致力于網絡家電的開發。可見,老家電風光不再,取而代之的網絡家電將會在新世紀的家電市場叱咤風云。1.4 本文的主要內容 家電無線接入模塊,實現對家用電器的遠程控制。無線接入模塊采用TI的CC1100,因特網接入網關采用嵌入式ARM7平臺,形成一個相互聯系的網絡系統,有效實現家用電器與用戶之間的雙向通信主要技術1uC/OS-II在處理器中的移植,移植是整個系統實現的重點難點,uC/OS-II內核與處理器相關文件有C語言文件OS-CPU.H、OS-CPU.C和匯編文件OS-CPU.ASM。主要移植工作就是針對這些文件做一些改寫,使之與處理器相適合。主要技術2DMA雙向數據傳輸機制,DMA傳輸將數據從一個地址空間復制到另外一個地址空間,在實現DMA傳輸時,存在著一個總線控制權轉移的問題。一個完整的DMA傳輸經過:DMA請求?DMA響應?DMA傳輸?DMA結束。主要技術3LwIP協議棧,LwPI協議實現了TCP/IP協議棧最基本的功能,能夠發送、接收、轉發分組、支持IP分片以及能夠處理部分IP選項,最終實現五層協議的以太網。主要技術4運用JAVA語言編寫遠程視頻監控視頻客服端。第二章 系統的總體設計2.1總體結構圖2.1總體結構模塊詳情情況如表2.1所示:模塊名稱模塊標識符網頁登陸界面WebpageLandInterface網頁控制界面WebpageControlInterfaceDM9000驅動程序DM9000DriverLwip協議棧LwipWeb數據處理程序WebServer視頻項目Video溫度采集程序getTempLED仿真程序LedSimulation觸摸屏數據處理程序TouchDataHandleGUI界面控制程序GUIControl表2.1模塊詳情2.2 工作過程圖2.2工作過程MainTaskStk主任務)在主任務中完成初始化操作,并創建了系統需要的所有任務,掛起相應界面任務。TaskNetWork協議棧任務初始化LWIP協議棧和網卡DM9000。TaskSockert套接字任務建立網頁服務器。TaskVideo視頻任務用于開啟和關閉攝像頭采集,處理網頁控制消息,視頻界面消息。TaskWindow窗戶任務用于窗戶的開啟和關閉,處理網頁控制消息,窗口界面消息。TaskLight電燈任務用于電燈的開啟和關閉,處理網頁控制消息,電燈界面消息。TaskTemp采集溫度任務采集溫度。TaskUserInterface主界面任務初始化GUI,布局主界面及按鍵處理。TaskFamilyInterface家庭界面任務布局家庭界面任務及按鍵處理。TaskNetInterface布局家庭界面任務及按鍵處理。TaskWindowInterface布局窗戶界面任務及按鍵處理。TaskLightInterface布局電燈界面任務及按鍵處理。TaskTempInterface布局溫度界面任務及按鍵處理。TaskVideoInterface布局家庭界面任務及按鍵處理。TaskHelpInterface用于顯示幫助手冊及按鍵處理。TaskAboutInterface用于顯示制作團隊和軟件版本,按鍵處理。程序描述:此模塊是為了能在網絡上監控家里的情況和控制家里的電器,提供了人性化交互界面,可遠程控制也可本地控制。本程序屬于常駐內存,可重入,有覆蓋要求,并發處理的模塊。功能:具體功能如下通過GUI用戶界面選擇不同模式遠程模式:可在Internet通過瀏覽器輸入網址和登錄密碼監控家里的情況和控制家里的電器。本地模式:通過GUI用戶界面在開發板上直接控制家里的電器。性能:1.精度:對數據要正確的輸入,否則系統將會自動退出。2.時間性:該模塊響應時間比較迅速,當用戶正確的操作時,系統很快的進行數據的接受,處理和傳送。以達到實時性的基本要求。3.靈活性:紅外遙控控制改變為串口紅外模式控制。用戶接口:在用戶界面接口,根據需求分析結果,用戶需要一個用戶友善界面。在界面設計上,應做到簡單明了,易于操作,并且要注意到界面的布局,應突出的顯示重要的信息。用戶在使用遠程控制時需登陸網址,在進入用戶界面時,需用戶登錄有自己設置的用戶名、密碼、驗證碼。同時,運行出錯時應以標準形式給出出錯提示。總的來說,系統的用戶界面應做到可靠性、簡單性、易學習與使用。外部接口:本系統同外界的接口有家庭模式與遠程模式用戶界面、串口通信接口、軟件與硬件的接口有USB下載線、開發板與電源的接口電源線、攝像頭和各種用戶想要控制的電器與開發板的接口。內部接口:網絡模塊:向網絡和個任務提供數據接口。觸摸屏模塊:為門鈴響應任務模塊提供接口。存儲分配:本模塊由C語言和嵌入式操作系統編碼實現。所以內存分配在程序運行時由系統自動完成。第三章 系統的硬件設計3.1 Mini2440 開發板外觀 圖3.1 Mini2440 開發板外觀3.2 Mini2440 開發板硬件資源特性 CPU 處理器 - Samsung S3C2440A,主頻400MHz ,最高 533Mhz SDRAM 內存 - 在板 64M SDRAM - 32bit 數據總線 - SDRAM 時鐘頻率高達 100MHz FLASH 存儲 在板 256M/1GB Nand Flash, 掉電非易失用戶可定制 64M/128M/256M/512M/1G 在板 2M Nor Flash ,掉電非易失,已經安裝BIOS LCD 顯示 - 板上集成 4 線電阻式觸摸屏接口,可以直接連接四線電阻觸摸屏 - 支持黑白、4 級灰度、16 級灰度、256 色、4096 色 STN 液晶屏,尺寸從 3.5 寸到 12.1 寸,屏幕分辨率可 以達到 1024x768 象素; - 支持黑白、4 級灰度、16 級灰度、256 色、64K 色、真彩色 TFT 液晶屏,尺寸從 3.5 寸到 12.1 寸,屏幕 分辨率可以達到 1024x768 象素; - 標準配置為統寶 3.5” 真彩 LCD ,分別率240x320 ,帶觸摸屏; 接口和資源 1 個 100M 以太網RJ-45 接口采用 DM9000 網絡芯片 - 3 個串行口 - 1 個 USB Host - 1 個 USB Slave B 型接口 - 1 個 SD 卡存儲接口 - 1 路立體聲音頻輸出接口,一路麥克風接口; - 1 個 2.0mm 間距 10 針 JTAG 接口 4 USER Leds - 6 USER buttons帶引出座 - 1 個 PWM 控制蜂鳴器 - 1 個可調電阻,用于 AD 模數轉換測試 - 1 個 I2C 總線 AT24C08 芯片,用于 I2C 總線測試 - 1 個 2.0 mm 間距20pin 攝像頭接口 - 板載實時時鐘電池 - 電源接口5V,帶電源開關和指示燈 系統時鐘源 - 12M 無源晶振 實時時鐘 - 內部實時時鐘(帶后備鋰電池) 擴展接口 1 個 34 pin 2.0mmGPIO 接口 1 個 40 pin 2.0mm 系統總線接口 規格尺寸 - 100 x 100mm 操作系統支持 - Linux + Qtopia-2.2.0+QtE-4.6.1獨創雙圖形系統共存,無縫切換 - WindowsCE.NET 6.0R31,串口電路圖1 串口電路2.USB端口電路圖2 USB端口電路3.復位電路圖3 復位電路4.CMOS攝像頭接口圖4 CMOS攝像頭接口 CMOS的優點是靈活度高,通透新一般,對實物還原能力偏差曝光也都不太好,在采用CMOS為感光元件的產品中通過采用影像光源自動增益不強技術,自動連讀,白平衡控技術,色飽和度,對比度,邊緣增強好。功耗比較低,CMOS影像傳感器將每一畫像素的電荷轉換成電壓,讀取前就將其放大,利用3.3V電源即可驅動TESEDT pin 沒有引出,由芯片里面的控制,SBCL/SBDA pin 里面的已有上拉電阻,系統可以不加上拉電阻第四章 系統的軟件設計4. 1程序模塊化設計4.1.1 DM9000驅動程序模塊圖4.1.1 DM9000驅動程序模塊DM9000驅動程序模塊詳情如表4.1.1:本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述S3C2440lib_emac.cDM9000_init初始化DM9000網卡S3C2440lib_emac.cEMACReadPacket()接收網絡數據的數據包S3C2440lib_emac.cEMACSendPacket()DM9000向網絡發送數據包 表DM9000驅動程序模塊4.1.1 DM9000驅動程序: 對DM9000網卡進行初始化,通過 DM9000接收網絡數據,通過 DM9000向網絡發送數據。DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的,單芯片快速以太網MAC控制器。它有一個一般處理接口,一個10/100M自適應的PHY和4K DWORD值的SRAM。它的目的是在低功耗和高性能進程的3.3V與5V的支持寬容,DM9000還提供了介質無關的接口,來連接所有提供支持介質無關接口功能的家用電話線網絡設備或其他收發器。該DM9000支持8位,16位和32 -位接口訪問內部存儲器,以支持不同的處理器。DM9000物理協議層接口完全支持使用10MBps下3類、4類、5類非屏蔽雙絞線和100MBps下5類非屏蔽雙絞線。這是完全符合IEEE 802.3u規格。它的自動協調功能將自動完成配置以最大限度地適合其線路帶寬。還支持IEEE 802.3x全雙工流量控制。這個工作里面DM9000是非常簡單的,所以用戶可以容易的移植任何系統下的端口驅動程序4.1.2 LED仿真程序模塊圖4.1.2 LED仿真程序模塊LED仿真程序: 控制LED的亮和滅,用戶能正確地控制led的亮和滅,功能如表所示:本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述S3C2440sourceled.cLed_onLED亮函數S3C2440sourceled.cLed_offLED滅函數表4.1.2 LED仿真程序模塊include 2440addr.h#define LED1_ON15#define LED2_ON16#define LED3_ON17#define LED4_ON18#define LED1_OFF15#define LED2_OFF16#define LED3_OFF17#define LED4_OFF18void delayint timesint i; for;times0;times- fori0;i400;i+;void Led_port_initvoid/*設置GPB5-GPB8為輸出端口*/ rGPBCON & 310|312|314|316; rGPBCON | 110|112|114|116;void Led_onint iifi1rGPBDAT rGPBDAT&LED1_ON;else ifi2rGPBDAT rGPBDAT&LED2_ON;else ifi3rGPBDAT rGPBDAT&LED3_ON;elserGPBDAT rGPBDAT&LED4_ON;void Led_offint iifi1rGPBDAT rGPBDAT|LED1_OFF;else ifi2rGPBDAT rGPBDAT|LED2_OFF;else ifi3rGPBDAT rGPBDAT|LED3_OFF;elserGPBDAT rGPBDAT|LED4_OFF;void Led_on_offvoid/* 全亮 */rGPBDAT rGPBDAT&LED1_ON&LED2_ON&LED3_ON&LED4_ON; delay500; /* 全滅 */rGPBDAT rGPBDAT|LED1_OFF|LED2_OFF|LED3_OFF|LED4_OFF;delay500; 4.1.3 Lwip協議棧模塊圖4.1.3 Lwip協議棧模塊Lwip協議棧模塊詳情如表4.1.3本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述LwIPapi_lib,cnetconn_new建立網絡套接字接口LwIPapi_lib,cnetconn_bind綁定端口號LwIPapi_lib,cnetconn_listen監聽連接請求S3C2440lib_emac.cDM9000_init含有設置Lwip協議棧的MAC地址LwIPnetifethernetif.clow_level_init設置Lwip協議棧的MAC地址,要和DM9000的MAC地址一樣LwIPLwIPEntry.c_ilvSetLwIP設置IP地址,掩碼,網關 表Lwip協議棧模塊 4.1.3 Lwip協議棧: 處理網絡協議. 看懂LwIP協議棧的工作原理,使用Lwip提供的網絡編程函數進行網絡編程,處理網頁數據,能成功接收到網絡的數據,能成功發送數據到網絡中,能設置網絡參數,如IP地址,掩碼,網關,MAC LwIP是Light Weight 輕型IP協議,有無操作系統的支持都可以運行。LwIP實現的重點是在保持TCP協議主要功能的基礎上減少對RAM 的占用,一般它只需要幾百字節的RAM和40K左右的ROM就可以運行,這使LwIP協議棧適合在低端的嵌入式系統中使用。 其主要特性如下: 支持多網絡接口下的IP轉發; 支持ICMP協議; 包括實驗性擴展的UDP用戶數據報協議; 包括阻塞控制、RTT 估算、快速恢復和快速轉發的TCP傳輸控制協議; 提供專門的內部回調接口Raw API,用于提高應用程序性能; 可選擇的Berkeley接口API 在多線程情況下使用? 4.1.4 Web數據處理程序模塊圖4.1.4 Web數據處理程序模塊Web數據處理程序: 處理網頁數據. 能正確提取出網頁的控制信息,并根據控制信息作出相應的處理如表4.1.4所示:本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述LwIPcoreWebServr.cget_Value 提取網頁的請求信息,如用戶名、密碼、控制界面的控制信號LwIPcoreWebServr.cdo_http_get根據提取的網頁信息,給處理任務發送相應的處理消息,如開啟視頻,關閉視頻等。LwIPcoreWebServr.cgenerate_response 對函數do_http_get進行的應用包裝LwIPcoreWebServr.cDM9000_init含有設置Lwip協議棧的MAC地址LwIPcoreWebServr.clow_level_init設置Lwip協議棧的MAC地址,要和DM9000的MAC地址一樣LwIPcoreWebServr.c_ilvSetLwIP設置IP地址,掩碼,網關表Web數據處理程序模塊 4.1.44. 1. 5 觸摸屏數據處理程序和GUI界面控制程序模塊圖4. 1. 5 觸摸屏數據處理程序和GUI界面控制程序模塊觸摸屏數據處理程序和GUI界面控制程序: 畫出用戶界面并作出相應處理, 通過用戶界面控制本地模式和遠程模式的切換功能如表4. 1. 5 觸摸屏數據處理程序和GUI界面控制程序模塊本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述uC_GUIWidgetbutton.cBUTTON_Create創建按鍵函數uC_GUIWidgetbutton.cBUTTON_SetFont 設置按鍵字體函數uC_GUICoreGUI_OnKey,cGUI_GetKey獲取按鍵信息函數表4. 1. 5 觸摸屏數據處理程序和GUI界面控制程序模塊4.2結構 圖4.2 結構流程圖功能需求與程序的關系 本條用一張如下的矩陣圖說明各項功能需求的實現同各塊程序的分配關系如表4.3所示:功能需求主任務初始化創建子任務模塊Lwip協議棧模塊溫度采集模塊視頻模塊DM9000驅動模塊網頁控制界面模塊網頁登陸界面模塊觸摸屏模塊網頁登陸網頁控制本地控制修改密碼攝像溫度顯示表4.3需求關系人工處理過程 本軟件系統的工作過程中需要用戶按照界面提示選擇想要控制的按鈕,當要實現遠程控制的時候需要用戶登錄網頁進入用戶界面進行登錄。 4.3子程序設計4.3.1 視頻編碼設計 圖4.3.1 視頻編碼設計 視頻模塊: 控制攝像頭的視頻播放,照相,視頻的放大縮小, 能正確控制攝像頭的視頻播放,照相,視頻的放大縮小。用戶可以再用戶界面控制視頻播放,照相,放大和縮小功能如:*LCD視頻和控制信號輸出或者停止,1開啟視頻輸出*/*static void Lcd_EnvidOnOffint onoffifonoff1rLCDCON1|1; / ENVIDON elserLCDCON1 rLCDCON1 & 0x3fffe; / ENVID Off*/*不過在此之前要進行視頻的調試和視頻的初始化等如表4.3.1 視頻編碼設計所示:本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述Camifcamif.c CamInit攝像頭的初始化Camifcamif.cCamera_Test 控制攝像頭的視頻播放表4.3.1 視頻編碼設計所示4.3.2網頁登錄界面編碼設計 圖4.3.2網頁登錄界面編碼設計網頁登陸界面: 以字符串的形式儲存網頁數據,對瀏覽器提出的登錄請求做出響應,即瀏覽器提出連接請求時,該模塊要把登陸界面網頁數據發送出去如表4.3.2所示:本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述LwIPcoreWebServer.cbuf_entry_登陸網頁數據數組LwIPcoreWebServer.cStrcat()將網頁數據連接成完整的LwIPsrcapiapi_etconn_write()LwIP發送函數,將網頁數據發送出去 表4.3.2網頁登錄界面編碼 4. 3. 3 網頁控制界面編碼設計圖4. 3. 3 網頁控制界面編碼設計網頁登陸界面: 登錄成功后發送控制界面,并處理控制命令, 以字符串的形式儲存網頁數據,當輸入正確的用戶名和密碼時發送控制界面的網頁數據,并對控制頁面發出的控制信息請求做出響應。如表4.3.3所示:本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述LwIPcoreWebServer.cbuf_main_登陸網頁數據數組LwIPcoreWebServer.cStrcat()將網頁數據連接成完整的LwIPsrcapiapi_etconn_write()LwIP發送函數,將網頁數據發送出去表4.3.3網頁控制界面編碼設計4. 3 .4溫度采集程序編碼設計圖4. 3 .4溫度采集程序編碼設計溫度采集程序: 采集ADC數據來模擬溫度, 能正確提取出網頁的控制信息,并根據控制信息作出相應的處理如表4.3.4所示本功能的模塊組合文件名稱類名功能描述S3C2440sourceADC.cReadAdc采集ADC數據來模擬溫度表4.3.4溫度采集程序編碼設計#include 2440addr.h#define LOOP 10000#define ADC_FREQ 2500000volatile U32 preScaler 50000000/ADC_FREQ -1;int ReadAdcint chint i; static int prevCh-1; rADCCON 114|preScaler6|ch3;/setup channel ifprevCh!ch rADCCON 114|preScaler6|ch3;/setup channelfori0;iLOOP;i+;/delay to set up the next channelprevChch; rADCCON|0x1;/start ADC whilerADCCON & 0x1; /check if Enable_start is low while!rADCCON & 0x8000;/check if ECEnd of Conversion flag is high return intrADCDAT0 & 0x3ff ;第五章 系統的可靠性 由于遠程視頻監控系統有軟硬件兩部分組成,首先,硬件部分可能由于長時間的使用,當周圍環境的濕度比較大時,空氣中的灰塵就會粘附到硬件上,這樣,長期以往,就有可能造成部分電路出現短路現象。所以需要技術人員或者用戶要經常去清洗硬件部分,去維護硬件,以達到更長的使用時間。其次,軟件部分需要在設計階段就要進行周密的考慮,制定測試計劃,反復的對其進行測試,以達到在產品成型后將出現故障可能性降低到零。因為軟件一但下載到目標板后維護起來就比較困難。 高可靠性和高穩定性是系統設計的首要目標,在設計中要充分考慮家居應用中可能出現的情況,在設備選型時,在條件允許的情況下,盡可能選取高可靠性和高穩定性的設備,關鍵設備應有備份,以保障系統在任何條件下的正常使用。 實用性 :兼顧多媒體、音視頻、家電互連互控等多種使用功能,務必講究簡潔實用,滿足各種使用要求。系統要保證技術上的可行性和經濟上的可能性。當今科技發展迅速,可應用于住宅小區的技術和產品層出不窮,設計選用的系統和產品應能夠使用戶或甲方得到實實在在的受益,滿足近期使用和遠期發展的需要。在多種實現途徑中,選擇最經濟、可行的技術與方法。以現有成熟的技術和產品為對象進行設計,同時考慮到周邊信息、通信環境的現狀和發展趨勢,并兼顧管理部門的要求,使系統設計方案可行。 移動性 :在設計中充分考慮多種設備的可公用性,即可以移動及組合使用,從而大大提高系統設備的利用率,使整體上滿足經濟性要求。 為滿足系統所選用的技術和設備的協調運行能力,以及系統投資的長期效應和系統功能擴展的需要,系統設計必須堅持系統的開放性和標準性。系統的開放性已成為當今系統發展的一個方向。系統的開放性越強,系統集成商就越能夠滿足用戶對系統的設計要求,更能體現出科學、方便、經濟、實用的原則。 開放性和標準性 :在設計中要按照高起點、高質量、高可靠性的原則設計,采用先進和成熟的設備及施工工藝,保證系統的技術水平和長期生命力。 系統設計既要考慮系統的先進性,更要注重系統的穩定性、可靠性。系統的設計應具有較高的可靠性,在系統故障或事故造成系統癱瘓后,能確保數據的準確性、完整性和一致性,并具備迅速恢復的功能。特別在重要的系統中,應具有高的冗余性,確保系統能夠正常運行。 擴充性 :各系統應具有數據共享功能,可以與其它系統相聯,以便于獲取相關數據。應具有Internet及網絡接口,便于查詢所需信息或進行信息發布。 為了適應系統功能變化的要求,系統設計充分體現以最簡便的方法、最經濟的投資,實現系統的擴展和維護。 理想的住宅小區,除了要有合理的規劃、優美的環境和配套齊全的設施等“硬件”環境外,小區內的“軟件”環境也同樣重要,即多樣化的信息服務、安全舒適的居住環境、方便周到的物業管理和豐富多彩的社區文化。 智能性及友善性 :設計中使用的界面應盡可能友善,操作盡可能簡單,便于用戶的使用。 第六章 總結與展望6.1總結 基于網絡的遠程視頻監控在各個領域應用廣泛,視頻監控系統經歷了本地模擬信號監控系統,數字監控系統,嵌入式技術的網絡數字監控系統等發展過程,現在正在向前端一體化、視頻數字化、監控網絡化、系統集成化的方向發展。因此把嵌入式設備作為監控前端,把模擬的視頻信號轉化為數字信號并引入lwIP網絡協議,實現隨時隨地進行監控是視頻監控發展的一個方向。 使用實時采