1、學(xué)號：2008840137本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）智能遠(yuǎn)程倉庫監(jiān)控系統(tǒng)溫控模塊的設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名張 濤指導(dǎo)教師劉 琦所學(xué)專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級08計科b1班所屬院系信息學(xué)院學(xué)習(xí)年限2008年9月至2012年6月二一二年六月目 錄內(nèi)容提要i內(nèi)容提要31.引言11.1課題背景及意義11.2 課題現(xiàn)狀12. 系統(tǒng)分析22.1 需求分析22.1.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求22.1.2系統(tǒng)需求分析22.2 可行性分析33 系統(tǒng)設(shè)計63.1系統(tǒng)目標(biāo)63.2 系統(tǒng)總體設(shè)計63.3 溫控模塊設(shè)計74. 功能測試與分析185. 結(jié)語19致謝20參考文獻(xiàn)21intelligent remote warehous

2、e monitoring systemdesign and implementation of the temperature control module22智能遠(yuǎn)程倉庫監(jiān)控系統(tǒng)溫控模塊的設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生姓名：張 濤指導(dǎo)教師：劉 琦內(nèi)容提要 該系統(tǒng)可以進(jìn)行方便的擴(kuò)展，結(jié)合用戶自身需求進(jìn)行定制，使得用戶通過手機(jī)獲得倉庫異常報警，整個系統(tǒng)采用b/s架構(gòu)，可以通過網(wǎng)絡(luò)對倉庫情況進(jìn)行實時監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程的操作來降低異常帶來的損失。在系統(tǒng)中web服務(wù)器通過internet 提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)，并通過gsm短信息通知用戶異常，用戶通過網(wǎng)絡(luò)對異常進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程指令操作。使用mini2440開發(fā)板和gprs模塊和

3、usb攝像頭，完成對現(xiàn)場的監(jiān)控功能，硬件資源來源于mini2440開發(fā)板自帶的資源，比如溫度傳感器，報警器，紅外傳感器等。如果溫度傳感器特測溫度高于一定的溫度或者紅外傳感器特測有不法分子闖入，那么會調(diào)用相應(yīng)的報警功能，滅火功能被開啟，并通過gprs模塊及時通知用戶現(xiàn)場情況，用戶根據(jù)具體情況采取不同的措施給系統(tǒng)，通過瀏覽器上的按鈕完成一個遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作的主要功能。關(guān)鍵詞 b/s架構(gòu) 實時監(jiān)控 遠(yuǎn)程指令操作 瀏覽器 i山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）1.引言1.1課題背景及意義安防監(jiān)控系統(tǒng)是一門被人們?nèi)找嬷匾暤男屡d專業(yè)，就目前發(fā)展看，應(yīng)用普及越來越廣，科技含量越來越高。幾乎所有高新科技都可促進(jìn)

4、其發(fā)展，尤其是信息時代的來臨，更為該專業(yè)發(fā)展提供契機(jī)。但就監(jiān)控業(yè)界而言，系統(tǒng)組成一直沒得到明確的劃分，這使工程商和用戶之間談到安防監(jiān)控系統(tǒng)時溝通很不方便。倉庫管理系統(tǒng)是物流當(dāng)中的一個重要環(huán)節(jié)，也在企業(yè)的整個管理流程中起著非常重要的作用。倉庫緊靠居民區(qū)，人流量較大，管理不便，經(jīng)常倉庫貴重物品丟失，為加強(qiáng)對此倉庫管理，確保倉儲物品安全是倉庫管理的重要問題，倉儲管理的安全性、和可控性也面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。如何降低存貨投資，對倉儲進(jìn)行實時監(jiān)控以及危險情況下的及時報警，成為了各個倉儲部門共同關(guān)心的問題。此倉庫安防系統(tǒng)可以進(jìn)行方便的擴(kuò)展，結(jié)合用戶自身需求進(jìn)行定制，使得用戶通過手機(jī)獲得倉庫異常報警，并通過

5、網(wǎng)絡(luò)對倉庫情況進(jìn)行實時監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程的操作來降低異常帶來的損失。主要的應(yīng)用場所：個人倉庫、 商鋪、工廠倉庫、中心企業(yè)倉庫、金店倉庫、食品加工店等。當(dāng)今市場上普遍采用基于pc機(jī)的視頻監(jiān)控，但這樣的系統(tǒng)價格昂貴，操作比較繁瑣；而嵌入式系統(tǒng)有操作簡單、體積小、成本低、功耗小和實時性高等特點(diǎn)，是未來市場發(fā)展的主流。1.2 課題現(xiàn)狀就目前發(fā)展來看，基于b/s架構(gòu)的安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用普及越來越廣，科技含量越來越高，尤其是信息時代的來臨，更為此發(fā)展提供了契機(jī)。智能安防監(jiān)控系統(tǒng)采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的全數(shù)字化的計算機(jī)壓縮技術(shù)，具有傳統(tǒng)的“模擬”方式的監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的許多優(yōu)點(diǎn)。可以完全自動地對監(jiān)控對象進(jìn)行永不間斷

6、的全程監(jiān)控，并可以非常方便地查詢?nèi)我粫r間，任一地點(diǎn)的現(xiàn)場圖像，為徹底解決安全問題提供了有力的措施，采用高性能的計算機(jī)，取代了傳統(tǒng)的“模擬”方式的監(jiān)控系統(tǒng)所需的大量監(jiān)視器、錄像機(jī)、圖像分割器、解碼器、視頻切換器及矩陣系統(tǒng)等設(shè)備。這不僅降低了系統(tǒng)的造價，使得系統(tǒng)簡單化，易于操作維護(hù)，而且還大大提高了安防監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，由于采用了先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，使得圖像質(zhì)量更高，更易于保存。智能安防監(jiān)控系統(tǒng)綜合了圖像、通訊、數(shù)據(jù)、計算機(jī)實時系統(tǒng)集成等高科技技術(shù)，實現(xiàn)了安全管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。安防監(jiān)控報警主要應(yīng)用場合有：樓宇安防、小區(qū)安防、工廠安防、體育場館、學(xué)校安防等場所。性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理

7、。嵌入式web服務(wù)器實際上是基于嵌入式微處理器技術(shù)，采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，對于用戶來講，上網(wǎng)進(jìn)行登陸，便可對倉庫情況進(jìn)行監(jiān)控。現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代，前端一體化、視頻十字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認(rèn)的發(fā)展方向，它以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存放和播放為核心，以智能實用的圖像分析為特點(diǎn)，并為報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)完美的整合到一個使用平臺上，引發(fā)了視頻控制行業(yè)的一次技術(shù)革命。2. 系統(tǒng)分析2.1 需求分析需求分析的基本任務(wù)是準(zhǔn)確的闡述系統(tǒng)運(yùn)行所需要的必要功能。這一階段是對系統(tǒng)認(rèn)識最為全面、準(zhǔn)確、清晰、得體的一個比較關(guān)鍵的時期。而且需求分析的結(jié)果是系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)，關(guān)

8、系到工程的成敗和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，必須用行之有效的方法對軟件需求進(jìn)行嚴(yán)格的審查驗證，為下一步的總體設(shè)計打好基礎(chǔ)。2.1.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求整個系統(tǒng)是作為服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)來支持用戶遠(yuǎn)程登陸監(jiān)控的，在網(wǎng)絡(luò)方面，系統(tǒng)可以外擴(kuò)網(wǎng)絡(luò)芯片來支持有線網(wǎng)絡(luò)，另外可以外擴(kuò)gprs模塊來支持gprs上網(wǎng)。現(xiàn)如今大部分都是采用的adsl+路由的方式上網(wǎng)，在有線網(wǎng)絡(luò)方面，我們正是利用了這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。首先adsl撥號上網(wǎng)能夠提供給用戶一個公網(wǎng)ip，這是整個系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵，因為我們的設(shè)備要作為一個網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器端，必定要有一個公網(wǎng)ip來提供訪問，當(dāng)然這需要其他技術(shù)的支持。有了公網(wǎng)ip，我們可以利用動態(tài)域名解析技術(shù)來將我們

9、每次登錄后的動態(tài)ip地址映射成一個固定的網(wǎng)絡(luò)域名，這樣我們在就可以使用域名隨意訪問系統(tǒng)。目前的動態(tài)域名解析有兩種實現(xiàn)，一種解析出來的是節(jié)點(diǎn)的內(nèi)網(wǎng)ip，另一種是解析節(jié)點(diǎn)的外網(wǎng)ip，在我們的應(yīng)用中是需要解析外網(wǎng)ip，在整個萬維網(wǎng)上應(yīng)用系統(tǒng)。在用戶設(shè)備端，可以和用戶電腦同時接入路由，同時需要設(shè)置路由，將路由的80端口映射到設(shè)備端的內(nèi)網(wǎng)ip，這樣就可以結(jié)合動態(tài)域名解析和路由的映射功能在網(wǎng)上提供web服務(wù)。2.1.2系統(tǒng)需求分析隨著安防行業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)外對安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究越來越熱門， 昆明理工大學(xué)信息工程與自動化學(xué) 院的張俊才提出的基于嵌入式web服務(wù)器的信息家電安防監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了嵌入式 系統(tǒng)與

10、internet相連、家庭內(nèi)部的安全監(jiān)控、信息傳輸，這給了我們很大的啟示。 隨著人們生活水平的提高，對家居生活智能化要求越來越高，特別是對貴重財產(chǎn)的安全提出了迫切要求。為了降低倉庫等亟需安全措施的地方發(fā)生異常情況，就要求在異常發(fā)生時用戶能及時得到信息，并通過實時監(jiān)控采取一定的操作排除異常。因此，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的作用是非常巨大的。當(dāng)今市場上普遍采用基于pc機(jī)的視頻監(jiān)控，但這樣的系統(tǒng)價格昂貴。操作比較繁瑣。而嵌入式系統(tǒng)有操作簡單、體積小、成本低、功耗小和實時性高等特點(diǎn)其市場前景相當(dāng)廣闊，是未來市場發(fā)展的主流。以嵌入式視頻web服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像頭采集到的圖

11、片信息經(jīng)過壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以直接用瀏覽器觀看web服務(wù)器上的由攝像頭采集的圖像。由于把圖片采集和web功能集中到一個體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，用戶無需安裝任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。2.2 可行性分析可行性分析的目的是為了用最小代價在最短時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。可行性分析的實質(zhì)就是要進(jìn)行一次壓縮簡化系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程,也就是在較高層次上以較抽象的方式進(jìn)行的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程。主控系統(tǒng)首先接入internet，如果有火災(zāi)或者有非法入侵，攝像頭采集圖片并保存在sd卡里面，如果是火災(zāi)發(fā)生，溫度傳感器捕捉信號，那么自動開啟滅火系統(tǒng)，開啟

12、警報，并通過gprs模塊發(fā)送短消息給用戶。用戶通過gprs來上網(wǎng)查看當(dāng)前室內(nèi)的情況，根據(jù)情況做相應(yīng)的功能的設(shè)置，如果有人非法入侵，紅外傳感器捕捉信號，那么開啟警報，通過gprs發(fā)送短消息給用戶。根據(jù)情況做相應(yīng)的功能設(shè)置。1）技術(shù)可行性：在本系統(tǒng)中所使用的監(jiān)控設(shè)備包括攝像頭、紅外傳感器、溫度傳感器以及各種報警裝置。這些設(shè)備在技術(shù)上都是可行的，攝像頭我們可以采用普通是usb攝像頭，因為用在倉庫環(huán)境中，不需要有攝像和轉(zhuǎn)換拍攝角度等的需求，所要的設(shè)備只需要有拍照的功能，這樣只要我們的嵌入式系統(tǒng)能夠提供相應(yīng)攝像頭的驅(qū)動程序就可以了。在這里我們采用的是中芯微公司生產(chǎn)的zc301芯片的攝像頭。關(guān)于紅外監(jiān)控和

13、溫度監(jiān)控方面，可以購買相應(yīng)得模塊，溫度傳感器采用0-100攝氏度，輸出電壓在0-5v，精度在0.2%的傳感器模塊。紅外監(jiān)控使用輸出開關(guān)兩的紅外監(jiān)控模塊，現(xiàn)有市場很成熟。需要考慮的是開關(guān)電源的選擇要符合模塊要求。系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程web頁控制的方式對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行操作，這種方式需要我們在系統(tǒng)中移植一款嵌入式web服務(wù)器，現(xiàn)在嵌入式領(lǐng)域主要有三個web server:httpd、thttpd和boa。httpd是最簡單的一個web server,它的功能最弱，不支持認(rèn)證，不支持cgi。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http服務(wù)器，源代碼開放、性能優(yōu)秀，特別

14、適合應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。 2）經(jīng)濟(jì)可行性：系統(tǒng)成本如表2.1：序號功能價格（元）系統(tǒng)管理端1fs2410開發(fā)板10002gprs模塊5003紅外傳感器404 溫度傳感熱電偶100小計1640用戶系統(tǒng)1手機(jī)10002gprs上網(wǎng)功能100小計1100軟件費(fèi)用合計500實施費(fèi)用300技術(shù)支持費(fèi)用200總計+10002.3 系統(tǒng)環(huán)境要求1）用戶接口界面風(fēng)格一致（采用框架結(jié)構(gòu)，樹形菜單）直觀性好，友好，富有人性化。2）硬件接口支持設(shè)備的種類：arm系列，powerpc,mips，并支持嵌入式linux操作系統(tǒng)。硬件配置： 主機(jī)系統(tǒng)：支持下面主流處理器：s3c2440(三星，arm920t),at91r

15、m9200（atmel,arm920t）等。存儲設(shè)備：nor flash,nand flash，sd卡，u盤，ide接口的移動硬盤。終端設(shè)備：常見各類pc和兼容機(jī),并安裝ie瀏覽器。通信設(shè)備：gprs,路由, etc。3）軟件接口軟件的種類：驅(qū)動程序：基于linux-內(nèi)核版本的驅(qū)動程序.數(shù)據(jù)庫類型：mysql,oracle, etc.webserver類型： web server ，boa，etc.cgi程序：cgi,cgic ,perl cgi,shell cgi etc.與軟件的接口功能：系統(tǒng)具備較好的可擴(kuò)充性，可以和各類軟件實現(xiàn)無縫接口，平滑過渡。與應(yīng)用軟件的接口方式：通過

16、模塊化設(shè)計。軟件配置：主流操作系統(tǒng)：linux ,wince etc. 開發(fā)平臺：linux.通信協(xié)議：gprs.應(yīng)用軟件：cgi,上層系統(tǒng)主控程序。4）通信接口初步計劃系統(tǒng)使用web服務(wù)器通過ppp（point to point protocol）撥號方式接入internet 提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)。另外系統(tǒng)集成有網(wǎng)卡芯片，可以在局域網(wǎng)中對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)得設(shè)置以及監(jiān)控。這種實現(xiàn)方式比較簡單，而且可行性比較高，因為一般家庭中上網(wǎng)都使用adsl和路由的方式進(jìn)行上網(wǎng)，這樣的話我們就可以利用這兩個設(shè)備的特點(diǎn)設(shè)置自己的web服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。3 系統(tǒng)設(shè)計3.1系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計出一個安全、實用、穩(wěn)定的遠(yuǎn)程嵌入式監(jiān)

17、控設(shè)備，要實現(xiàn)的主要功能有：（1） 對設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集，例如溫度、紅外探測數(shù)據(jù)等；（2） 用攝像頭采集圖片，使用存儲設(shè)備進(jìn)行存儲（3） 構(gòu)建嵌入式web服務(wù)器，使用戶通過網(wǎng)絡(luò)利用pc機(jī)進(jìn)行監(jiān)控（4） 在web頁面上設(shè)置控制按鈕，監(jiān)控設(shè)備識別用戶指令并進(jìn)行相應(yīng)動作（5） 監(jiān)控設(shè)備通過gsm短信息功能向用戶報警，并通過ppp（point to point protocol）撥號方式接入internet 提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)。3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 用戶（手機(jī)）系統(tǒng) 以arm9處理器fs2440為mcu（微控制單元），作為控制器，負(fù)責(zé)從紅外傳感器，溫度傳感器，攝像頭采集數(shù)據(jù)，并且控制報警措施和滅火措

18、施的執(zhí)行，通過 gprs 模塊向用戶發(fā)送短信，同時監(jiān)控系統(tǒng)可以通過 internet和網(wǎng)頁進(jìn)行交互，用戶可以通過登錄網(wǎng)頁對設(shè)備進(jìn)行控制，同時監(jiān)控系統(tǒng)可以將采集到的數(shù)據(jù)通過 web 服務(wù)器傳輸給網(wǎng)頁端。本系統(tǒng)的總體設(shè)計框架如圖3.1所示。攝像頭db gprssd卡db警報措施滅火措施 主控系統(tǒng) (fs2440)溫度傳感器紅外傳感器 圖3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計框架3.3 溫控模塊設(shè)計溫度值由主控板從溫度傳感器中得到，得到的溫度值通過ad轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳送給主控板。ad 轉(zhuǎn)換器是模擬信號源和cpu之間聯(lián)系的接口，它的任務(wù)是將連續(xù)變化 的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以便計算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)使用。f s2410 開發(fā)

19、板用的ad轉(zhuǎn)換器是arms3c241o自帶的一個一路1o位的 ad 轉(zhuǎn)換器。并且支持觸摸屏功能。最大轉(zhuǎn)化率是500khz，ad轉(zhuǎn)換器頻率的計算公式為：系統(tǒng)時鐘(比例值 + 1)。本電路的特點(diǎn)是通過改變滑動變阻器的阻值來改變模擬電壓量來模擬溫度的變化。軟件是通過 read和write來進(jìn)行對ad的讀和寫的操作。溫度采集模擬電路如圖3.2所示 圖3.2 溫度采集模擬電路3.3.1 溫度感應(yīng)器熱電偶的選型在此模塊中我們用到的是熱電偶來檢測溫度的實時變化，在實際應(yīng)用中可以通過溫度變送器將采集的值轉(zhuǎn)化為實際的電壓值，通過ad轉(zhuǎn)換并經(jīng)過換算得到實際的溫度值。1）溫度傳感器熱電偶測溫基本原理將兩種不同材料的

20、導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體a和b的兩個執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。2）熱電偶的應(yīng)用原理：熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是： 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 測量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800（如鎢-錸）。構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。3）選

21、擇時的注意事項： a、測量精度和溫度測量范圍的選擇 使用溫度在13001800，要求精度又比較高時，一般選用b型熱電偶；要求精度不高，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶，高于1800一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在10001300要求精度又比較高可用s型熱電偶和n型熱電偶；在1000以下一般用k型熱電偶和n型熱電偶，低于400一般用e型熱電偶；250下以及負(fù)溫測量一般用t型電偶，在低溫時t型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。b、耐久性及熱響應(yīng)性的選擇線徑大的熱電偶耐久性好，但響應(yīng)較慢一些，對于熱容量大的熱電偶，響應(yīng)就慢，測量梯度大的溫度時，在溫度控制的情況下，控溫就差。要求響應(yīng)時間快又要求有一定的耐久性，選擇鎧裝偶比

22、較合適。c、測量對象的性質(zhì)和狀態(tài)對熱電偶的選擇運(yùn)動物體、振動物體、高壓容器的測溫要求機(jī)械強(qiáng)度高，有化學(xué)污染的氣氛要求有保護(hù)管，有電氣干擾的情況下要求絕緣比較高。在大多數(shù)情況下，對溫度傳感器的選用，需考慮以下幾個方面的問題：（1） 被測對象的溫度是否需記錄、報警和自動控制，是否需要遠(yuǎn)距離測量和傳送。（2） 測溫范圍的大小和精度要求。（3） 測溫元件大小是否適當(dāng)。（4） 在被測對象溫度隨時間變化的場合，測溫元件的滯后能否適應(yīng)測溫要求。（5） 被測對象的環(huán)境條件對測溫元件是否有損害。（6） 價格如保，使用是否方便。3.3.2程序流程圖的設(shè)計與制作1）整體系統(tǒng)處理流程控制信號打開/關(guān)閉溫度傳，如圖3.

23、3 系統(tǒng)資源及其功能打開/關(guān)閉紅外傳感器打開/關(guān)閉蜂鳴器設(shè)備注冊攝像頭驅(qū)動程序判斷是否有人闖入判斷是否有火災(zāi)發(fā)生打開/關(guān)閉溫度傳感器ie瀏覽器fs2410開發(fā)板返回當(dāng)前狀態(tài) 圖3.3 系統(tǒng)處理流程圖2） 溫控模塊程序流程，如圖3.4圖3.4 主程序流程圖 圖3.5 串行通信中斷流程圖3.3.3溫控設(shè)備驅(qū)動設(shè)計1）程序描述，如表3.1溫控設(shè)備驅(qū)動輸入數(shù)據(jù)：一個模擬電壓信號量輸出數(shù)據(jù)：得到一個數(shù)字信號量硬件描述：ad轉(zhuǎn)換器是模擬信號源和cpu之間聯(lián)系的接口，它的任務(wù)是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以便計算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)使用。fs2410開發(fā)板用的ad轉(zhuǎn)換器是arm s3c2410自帶的一個一路

24、10位的ad轉(zhuǎn)換器。并且支持觸摸屏功能。最大轉(zhuǎn)化率是500k，ad轉(zhuǎn)換器頻率的計算公式為：系統(tǒng)時鐘/（比例值+1）。本電路的特點(diǎn)是通過改變滑動變阻器的阻值來改變模擬電壓量。 軟件是通過read,write來進(jìn)行對ad的讀和寫的操作。：圖3.6 原理圖涉及的datasheet: (s3c2440芯片手冊)2）程序流程，如表3.2request_irq(irq_adc,adcdone_int_handler,sa_interrupt, device_name, null);（中斷注冊）register_chrdev_region(dev,1,adc) 成功？alloc_chrdev_region(

25、&dev,0,1, adc)（動態(tài)）ny注冊驅(qū)動程序結(jié)束填充adc_remap_ops結(jié)構(gòu)體的各個域。open,release,read,write初始化cdev,并添加到內(nèi)核之中adc_setup_cdev(&adcdevs,0,&adc_remap_ops);（備注：首先把關(guān)于觸摸屏支持的選項從內(nèi)核去除，否則觸摸屏始終占用這個ad的中斷號）3）驅(qū)動詳細(xì)代碼設(shè)計：a、驅(qū)動程序關(guān)鍵結(jié)構(gòu)體：typedef struct struct semaphore lock; /聲明一個信號量wait_queue_head_t wait; /聲明一個等待隊列頭 int channel;/選擇哪一路ad轉(zhuǎn)換器

26、 int prescale;/預(yù)分頻值 adc_dev;static adc_dev adcdev;b、驅(qū)動程序關(guān)鍵函數(shù)：設(shè)置ad為正常模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：writel(0,s3c2410_adctsc);注冊ad轉(zhuǎn)換中斷例程函數(shù)：wake_up(&adcdev.wait);/喚醒等待隊列 return irq_handled ;寫數(shù)據(jù)到ad：copy_from_user(&data, buffer, count);/從用戶空間拷貝數(shù)據(jù)到內(nèi)核空間adcdev.channel=adc_write_getch(data);/得到哪一路ad轉(zhuǎn)換器 adcdev.prescale=adc_write_get

27、pre(data);/得到預(yù)分頻值讀取轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)：if (down_interruptible(&adcdev.lock)/獲得信號量return -erestartsys; writel(readl(s3c2410_adccon)&(1),s3c2410_adccon);/對ad控制寄存器進(jìn)行操作writel(114)|(2556)|(10)|(10)|adc_input(adcdev.channel),s3c2410_adccon);/啟動ad轉(zhuǎn)換interruptible_sleep_on(&adcdev.wait);/睡眠等待隊列ret = readl(s3c2410_adcdat0)

28、;ret &= 0x3ff;/讀數(shù)據(jù)copy_to_user(buffer, (char *)&ret, sizeof(ret);/拷貝內(nèi)核數(shù)據(jù)到用戶空間up(&adcdev.lock);/釋放信號量c、上層測試程序：打開設(shè)備：if(adc_fd=open(adc_dev,o_rdwr)0結(jié)束給出錯誤信息給出成功讀取的數(shù)值從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)read()y向設(shè)備寫數(shù)據(jù)write(),數(shù)據(jù)是選擇哪路通道和預(yù)分頻值3）應(yīng)用程序詳細(xì)代碼設(shè)計int main()char buffer30;int len;int value;int i,n;printf(content type: text/htmlnn);

29、if(getenv(content-length) n=atoi(getenv(content-length); for(i=0;in;i+) putchar(getchar(); putchar(n); fflush(stdout); fprintf(stderr, press ctrl-c to stopn);int fd = open(/dev/adc, 0);if (fd 0)bufferlen = 0;sscanf(buffer, %d, &value);/格式化輸入printf(the adc_value is: %dn, value);if(atoi(buffer)=80)pri

30、ntf(the temperature is too high!);close(fd);return 0;elseperror(read adc device:);return 1;usleep(500* 1000);close(fd);3.3.5 boa服務(wù)器搭建和本模塊cgi程序編寫系統(tǒng)可以采用boa+cgi的程序設(shè)計方式進(jìn)行編程，www和cgi的工作原h(huán)ttp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)中處的客戶提供服務(wù)；它是建立在tcp/ip協(xié)議之上的“無連接”協(xié)議，每次連接只處理一個請求。在服務(wù)器上，運(yùn)行產(chǎn)著一個守護(hù)進(jìn)程對端口進(jìn)行監(jiān)聽，等待來自客戶的請求。當(dāng)

31、一個請求到來時，將創(chuàng)建一個子進(jìn)程為用戶的連接服務(wù)。根據(jù)請求的不同，服務(wù)器返回html文件或者通過cgi調(diào)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間進(jìn)行交互，根據(jù)客戶端在進(jìn)行請求時所采取的方法，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)展程序進(jìn)行信息處理并將結(jié)果返回服務(wù)器，然后服務(wù)器對信息進(jìn)行分析，并將結(jié)果發(fā)送回客戶端。1) boa服務(wù)器：a、功能結(jié)構(gòu)，如圖3.7圖3.7功能結(jié)構(gòu)圖b、boa服務(wù)器搭建，如表3.5功能描述：在嵌入式系統(tǒng)中移植boa服務(wù)器，提供web頁服務(wù)處理說明： 1、從下載boa源碼，解壓并進(jìn)入

32、源碼目錄的src子目錄進(jìn)行編譯2、交叉編譯boa3、配置boa：修改boa.conf文件4、設(shè)計測試代碼test.cgi，進(jìn)行測試2） cgi程序設(shè)計：定義：cgi-common gate intergace，是http服務(wù)器與你的或其它機(jī)器上的程序進(jìn)行“交談”的一種工具，其程序須運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。a、功能結(jié)構(gòu)，如圖3.8 圖3.8 功能結(jié)構(gòu)圖b、程序設(shè)計，如表3.6溫控模塊cgi編碼功能描述：執(zhí)行網(wǎng)頁按鈕相應(yīng)功能輸入：頁面上用戶點(diǎn)擊按鈕輸出：根據(jù)按鈕不同發(fā)送不同信息到郵箱設(shè)計說明：1、系統(tǒng)中將cgi兩個代碼作為兩個進(jìn)程，與主進(jìn)程并行執(zhí)行，有頁面按鈕激發(fā)執(zhí)行2、cgi進(jìn)程與主進(jìn)程之間通過sy

33、stem v message queues進(jìn)行通信3、進(jìn)程接收到返回郵件后自動結(jié)束執(zhí)行，由下一次按鈕動作激發(fā)重新執(zhí)行4. 功能測試與分析1）功能概述：a、當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生的時候，也就是當(dāng)溫度達(dá)到一定的界限后，開啟警報，打開滅火設(shè)備，同時向房主發(fā)送一條短信息告知有火災(zāi)情況，請及時處理并采集現(xiàn)場圖片。用戶可以通過界面于系統(tǒng)進(jìn)行交互。當(dāng)有不法入侵的時候，也就是紅外探測器探測到有人闖入時，開啟警報并發(fā)送短信息給用戶，并采集入侵者的照片，同樣用戶可以通過網(wǎng)頁與系統(tǒng)進(jìn)行交互。b、如果采集圖片，只需要按采集圖片這個按鈕，那么網(wǎng)頁刷新，就可以看到新的圖片了。c、如果有異常發(fā)生，蜂鳴器響起，這個時候可以通過頁面關(guān)閉

34、和開啟。d、也可以通過頁面重新啟動系統(tǒng)。2）功能測試：插上 u sb 攝 像頭 和 g pr s，在 g pr s 中插上手機(jī)卡，g p r s 連接到開發(fā)板的串口線上，連接網(wǎng)線，啟動開發(fā)板。在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的pc機(jī)上打開瀏覽器，輸入，點(diǎn)擊網(wǎng)頁上的實時監(jiān)控按鈕，瀏覽器窗口出現(xiàn)監(jiān)控機(jī)端傳輸過來的實時畫面。點(diǎn)擊拍照按鈕，默認(rèn)每隔1s進(jìn)行拍照。也可以在網(wǎng)頁設(shè)置間隔拍照的時間。按開發(fā)板的鍵盤任意一個鍵，此時蜂鳴器報警，用戶收到報警短信，短信內(nèi)容為“有小偷”。點(diǎn)擊網(wǎng)頁上的關(guān)閉報警按鈕，蜂鳴器停止報警。當(dāng)點(diǎn)擊網(wǎng)頁上的關(guān)閉紅外感應(yīng)按鈕后，再按下開發(fā)板鍵盤的任意一個鍵，監(jiān)控系統(tǒng)不進(jìn)行任何操

35、作。當(dāng)旋轉(zhuǎn)開發(fā)板上電位器時（調(diào)整a/d的輸入電壓），輸入電壓模擬的是溫度值，當(dāng)輸入的溫度值達(dá)到設(shè)置的臨界值60度時，蜂鳴器報警，監(jiān)控系統(tǒng)通過gprs模塊發(fā)送短信，短信內(nèi)容為“火災(zāi)”。當(dāng)點(diǎn)擊網(wǎng)頁上的按鈕關(guān)閉報警時，蜂鳴器停止報警。當(dāng)點(diǎn)擊網(wǎng)頁上的關(guān)溫度感應(yīng)按鈕時，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)讀取到的溫度值達(dá)到設(shè)置的臨界值時，監(jiān)控系統(tǒng)不進(jìn)行任何操作。5. 結(jié)語本系統(tǒng)在硬件和軟件上的可行性分析都表明此系統(tǒng)可以滿足安防監(jiān)控市場的需求，并做到便捷與快速反應(yīng)，實現(xiàn)實時的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，保證了用戶的財產(chǎn)安全。同時用戶接口采用通用瀏覽器，不限制特定的硬件設(shè)備和軟件，真正實現(xiàn)隨時隨地監(jiān)控。在溫度傳感熱電偶選型時要注意，務(wù)必實現(xiàn)測量

36、精度的高度保證，這是溫控模塊的重中之重，需要對甚至一攝氏度的溫度變化都有所感應(yīng)，同時引起報警子系統(tǒng)的反應(yīng)，進(jìn)行實時報警。致謝通過很長時間的不懈努力，最終完成了此次畢業(yè)設(shè)計，雖然中間遇到了很多困難和問題，但在老師和同學(xué)們的討論和幫助下一一被克服，大學(xué)四年的美好生活也將在付出和收獲中不知不覺結(jié)束。在這里我要感謝老師和同學(xué)對我學(xué)習(xí)和生活上的幫助，感謝大學(xué)四年對我的磨礪與塑造，感謝山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院信息學(xué)院，感謝大家有緣能在生命最重要的四年，出現(xiàn)在彼此的生活中。在這里度過的每分每秒，成為了我無法割舍的記憶。衷心的感謝我的指導(dǎo)老師：張永奎老師、康華老師、劉忠寶老師。此次論文的設(shè)計和研究工作都是在他們的悉心

37、指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、文獻(xiàn)的采集，到框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局乃至最終的論文定稿，三位導(dǎo)師都本著自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度進(jìn)行了細(xì)致的指導(dǎo)。在此，謹(jǐn)向三位導(dǎo)師致以最衷心的感謝。感謝在大學(xué)四年期間的老師們、同學(xué)們、朋友們，感謝你們曾經(jīng)幫助過我、支持過我，鼓勵過我，我從你們身上也學(xué)到了很多，你們是我人生路上值得珍惜的寶藏；同時還要感謝我的父母對我的支持，讓我在無論何時都有信心，都有動力，你們的鼓勵和教誨支持我一步步前進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 朱文凱， 何嶺松， 丁漢等. 基于internet的嵌入式web傳感器j. 傳感器技術(shù)，2002， 8:1-42 朱文凱， 陶波， 何嶺松. 基于internet的測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化儀器j. 中國計量， 2004，7:53-54.3孫秋野arm嵌入式系統(tǒng)開發(fā)典型模塊m北京：人民郵電出版社20074陳渝源碼開放的嵌入式系統(tǒng)軟件分析與實踐m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20055 梁柏華，杜旭 燦，楊 瓊濤等.電話 語 言智 能 自動報 警 系統(tǒng)j武漢科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006,29(2)：1481506 秦芳麗，胡榮強(qiáng)基于gprs的m m s收發(fā)在遠(yuǎn)程監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用j儀表技術(shù)， 2009(8)：1251267 曹軍義，劉曙光.基于internet的遠(yuǎn)程測控技術(shù)j2001，6：1721.8 david sceppd. ado program tec