基于嵌入式Linux的機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

2. 2. 4 遠(yuǎn)程監(jiān)控端系統(tǒng)配置

遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)控端為通用的PC 機(jī)和IE 瀏覽器，B /S 模式架構(gòu)為人機(jī)交互提供了友好的交互平臺(tái)，用戶通過(guò)Internet 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2. 3 系統(tǒng)軟件平臺(tái)

系統(tǒng)采用源碼開(kāi)放、安全性及可靠性好、具有廣泛硬件和網(wǎng)絡(luò)支持及完整開(kāi)發(fā)工具的Linux 系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)。

嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)通常采用宿主機(jī)－ 目標(biāo)機(jī)的交叉編譯調(diào)試方式。系統(tǒng)構(gòu)建主要包括： 交叉編譯器的選擇和安裝； NFS 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的配置； 內(nèi)核、Bootloader 和文件系統(tǒng)的編譯和移植等。內(nèi)核采用Linux －2. 6. 30. 4 版本； 系統(tǒng)引導(dǎo)加載程序采用U － boot － 1. 1. 6; 文件系統(tǒng)采用可靠性和可移植性好的YAFFS 文件系統(tǒng)。

3 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

在搭建好嵌入式Linux 系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集相關(guān)開(kāi)工作。主要包括溫度數(shù)據(jù)采集和圖像采集驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和采集程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核與機(jī)器硬件之間的接口，它為應(yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。

3. 1 DS18B20 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

DS18B20 通過(guò)溫度對(duì)振蕩器的頻率影響來(lái)測(cè)量溫度，而傳感器對(duì)溫度的采集則由ARM 控制DS18B20完成。由于DS18B20 采用單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，所以ARM 芯片對(duì)DS18B20 的每步操作都要保證特定的讀寫(xiě)時(shí)序，按照單總線的操作協(xié)議來(lái)進(jìn)行。

首先初始化總線，跳過(guò)Rom（ 總線上只有一個(gè)DS18B20） ，啟動(dòng)DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，復(fù)位，繼續(xù)跳過(guò)Rom，發(fā)讀溫度指令，讀取溫度數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行溫度的進(jìn)一步處理及轉(zhuǎn)換。溫度采集驅(qū)動(dòng)中用到的主要函數(shù)：

（ 1） 初始化函數(shù)unsigned char DS18B20 Init （ void） ，此函數(shù)復(fù)位DS18B20 數(shù)據(jù)線，檢測(cè)溫度傳感器DS18B20 的存在，主CPU 發(fā)送500 微秒的低電平信號(hào)后釋放，檢測(cè)到總線上脈沖的上升沿后，DS18B20 等待50 微秒，發(fā)出200 微秒低脈沖，CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。

（ 2） void DS18B20 WriteOneByte（ unsigned char data） 或數(shù)據(jù)到溫度芯片DS18B20，即發(fā)送一個(gè)字節(jié)。

（ 3） unsigned char DS18B20 ReadOneByte（ void） ，從溫度芯片DS18B20 讀配置或數(shù)據(jù)，即讀一個(gè)字節(jié)。

（ 4） unsigned int DS18B20 ReadTemperature（ void） 讀溫度函數(shù)。如果電路中只有一個(gè)DS18B20，則不需要多個(gè)器件的ID 識(shí)別，直接進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換需要時(shí)問(wèn)，所以此處需要延時(shí)一定時(shí)間。

其基本處理流程如圖2 所示。

驅(qū)動(dòng)程序與硬件設(shè)備的接口由file_operation 結(jié)構(gòu)定義，其結(jié)構(gòu)如下：

static struct file_operations s3c2440_18b20_fops = {

. owner = THIS_MODULE，

. open = s3c2440_18b20_open，

. read = s3c2440_18b20_read，

. write = s3c2440_18b20_write，

. release = s3c2440_18b20_release，

} ;

struct file_operations 這個(gè)結(jié)構(gòu)的每一個(gè)成員都對(duì)應(yīng)一個(gè)_系統(tǒng)調(diào)用，用戶進(jìn)程利用系統(tǒng)調(diào)用對(duì)設(shè)備文件進(jìn)行操作，系統(tǒng)調(diào)用通過(guò)設(shè)備文件的主設(shè)備號(hào)找到相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，讀取這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面相應(yīng)的函數(shù)指針，把控制權(quán)交給該函數(shù)。