基于嵌入式Linux的仓储温度监测系统毕业论文

 2022-05-12 09:05

论文总字数:26722字

摘 要

本课题以运行嵌入式Linux内核的ARM V7架构的三星S5PV210芯片作为整个系统的硬件工作平台,挂载NFS网络文件系统。通过搭载DS18B20数字温度传感器实现温度数据采集、显示以及存储。数字温度传感器通过驱动实现的系统调用将采集的温度数据存储在自身的寄存器中,以及实现温度数据从寄存器到温度显示程序的传输。通过开发板自带的LCD触摸显示屏实现温度数据的实时显示、人机交互等功能。

本系统设计简单,具有实时性,稳定性,方便性等优点。在一些对温度有较高要求的实际场合能够得到很好地应用。对于安全生产,特殊物品存储,火灾预防等领域具有很重要的意义。本系统以软件设计为主,以ARM开发板为开发平台,硬件设计较少。本文通过对软件实现流程详细叙述,说明了如何基于已有的硬件平台开发嵌入式应用。

关键词:嵌入式 LINUX 温度传感器 高精度 智能化

Embeddedamp; Linux Base on Temperature Monitoring System

Abstract

The task’s work platform is based on Samsung ARM V7 architecture S5PV210 chip which run Embedded Linux operating system and Equipped with a digital temperature sensor DS18B20 in order to achieve the temperature acquisition, display, storage. Digital temperature sensor achieve data display and store the temperature data information in its own register. The Transmission of temperature data from register to display program through system call which is defined in temperature sensor driver .Through the LCD touch screen we can achieve real-time display of temperature, human-computer interaction, and other functions. This system has a real-time, stability, convenience and other advantages. It can be applied well in some occasion where is a high requirements about temperature. It also has very important significance of safe production, store special items, fire prevention. we mainly pay attention to the programming of software instead of hardware. By means of the detailed description of the software implementation process, it explains the general development process for embedded applications.

Key Words : Embedded;Linux;Temperature Sensor;Precision;Intelligent

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 设计背景和意义 1

1.2 目前相关技术的发展情况 2

1.3 本文的安排 3

第二章 系统需求分析及实现方案 5

2.1 系统分析 5

2.1.1 系统功能需求分析 5

2.1.2软件设计方案 6

2.1.3需要解决的问题 6

2.2 系统硬件平台介绍 7

2.2.1硬件平台介绍 7

2.3 开发环境的选择 8

2.3.1 Linux操作系统 8

2.3.2 软件编写环境的选择 8

第三章 开发环境的搭建 10

3.1 开发板的启动方式 10

3.2 开发板的启动 11

3.2.1 引导程序的加载 11

3.2.2相关软件的安装 13

3.2.3内核镜像的编译 14

3.2.4内核镜像的烧写 15

3.2.5文件系统的制作 16

3.3 总结 17

第四章 软件功能的实现 18

4.1 Linux内核模块 18

4.1.1内核模块的编写 18

4.1.2内核模块的编译 19

4.1.3内核模块的加载和卸载 19

4.2 linux内核设备驱动 20

4.2.1 linux内核设备驱动分类 20

4.2.2 linux内核设备驱动文件 20

4.2.3 linux内核设备驱动文件的创建 20

4.3 DS18B20驱动模块的实现 21

4.3.1 一线式串行总线 21

4.3.2 DS18B20介绍 21

4.3.3 DS18B20的驱动实现 22

4.4 驱动系统调用的封装 26

4.5 QT界面的设计 26

4.5.1 QT到嵌入式的移植 26

4.5.2 QT界面的设计要求 27

4.5.3 QT界面的实现 27

第五章 系统的调试 29

5.1软件的调试 29

5.2系统的调试 30

结语 31

参考文献 32

致 谢 33

第一章 绪 论

1.1 设计背景和意义

随着微型控制芯片技术的快速发展,嵌入式控制系统也进入了一个新的发展阶段,尤其伴随着 32 bit MCU( 微控制器) 的出现。其在互联网、通信领域、多媒体、工业控制和智能家居等领域的广泛应用 ,为 32bit嵌入式系统应用带来了一个新的发展契机。并且 ,控制系统的网络化、一体化、智能化的要求使得8 bit处理器以远远不能满足要求,而 32 bit处理器具有超强的数据处理能力与应用控制功能,这些优点使其成为时下使用最为广泛的为控制处理芯片。本系统以ARM 芯片作为微处理器,运行linux操作系统使用数字温度传感器实现监测范围为:-55℃至 125℃(-67℉至 257℉)的温度实时监测。能够根据各种场合的不同温度监控需求实现定制特性。

现在市场上大多的温度采集系统,还是以模拟温度传感器作为温度采集元件,通过将得到的温度数据模拟值进行A/D转换得到数字值。但是这样的设计方式无法避免由于引线误差补偿、多点测量中的信号切换以及信号调理电路引起的误差问题,这些问题会导致的系统性能降低,采集的温度值偏差较大等问题。当今温度传感器的发展趋势是模拟器件向数字器件的加速改变。如今国外很多企业已经推出了具有较高性价比的数字温度传感器。满足了对于工业生产,特殊物品存储,灾害预防等各个领域的不同需求。DS18B20这款数字温度传感器。其使用一线式总线协议,通过一条线即可实现数据的传输、供电、连接简单、编程方便,优点十分明显。现在控制领域中较为常用数字温度传感器大致有DS和我MAX系列。他们都具有抗干扰,精确度高,稳定性等优点,但是DS系列的传感器,硬件设计较为简单,使用一线式总线,相比于MAX系列芯片采用IIC总线来说,硬件连接简单,编程简单等优点,同时价格相对便宜。

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