基于ARM9和嵌入式Linux的溫室無線控制站研究與設計.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)的高速發(fā)展，一方面表現(xiàn)為越來越多的高性能微處理器的出現(xiàn)，徹底改變了單片機時代嵌入式系統(tǒng)處理能力低，只能實現(xiàn)簡單功能的局面；另一方面眾多的嵌入式操作系統(tǒng)成功移植到嵌入式微處理器平臺上，這樣利用操作系統(tǒng)負責嵌入式系統(tǒng)的全部軟硬件資源的分配、調度、控制、協(xié)調，不僅降低了系統(tǒng)軟件開發(fā)難度，同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。 目前，溫室測控系統(tǒng)多采用上位機一下位機的架構模式，并且上位機采用標準PC機或工業(yè)PC機，下位機采用8位/1

2、6位的單片機。這樣，溫室測控系統(tǒng)存在兩大明顯缺陷：一是采用PC機導致系統(tǒng)開發(fā)成本提高；二是溫室測控系統(tǒng)的工作環(huán)境大多高溫高濕，這樣勢必減少PC機的工作壽命，同時有可能導致系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。 在國家863計劃項目“溫室無線測控網(wǎng)絡關鍵技術研究與系統(tǒng)集成”(2006AA102253)支持下，研究設計了基于ARM9和嵌入式Linux的溫室無線控制站，該控制站硬件平臺選用三星公司生產(chǎn)的S3C2410微處理器，內核采用ARM公司設計的ARM

3、920T，具有高性能、低功耗、高可靠性等特點。S3C2410微處理器完全可運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)溫室控制的復雜控制算法，同時嵌入式Linux系統(tǒng)具有豐富的網(wǎng)絡支持，這對于實現(xiàn)溫室環(huán)境信息監(jiān)控的網(wǎng)絡化及智能化提供了物理支持。同時嵌入式系統(tǒng)本身的高可靠性、強環(huán)境適應能力，有助于系統(tǒng)的長期良好運行。 本文首先調研了國內外溫室測控技術的發(fā)展概況和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關技術，結合溫室背景，提出了溫室無線控制站軟硬件設計的整體結

4、構；然后，詳細闡述了控制站的軟硬件設計。硬件設計主要包括開發(fā)平臺的選擇、電源模塊設計、電平轉換接口電路的設計、無線傳輸模塊設計等。軟件設計主要包括嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植、嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境的建立、溫室無線測控軟件系統(tǒng)的設計等。溫室無線測控軟件系統(tǒng)采用面向對象的設計方法設計，系統(tǒng)整體分解為人機交互子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)又分解為不同的模塊，實現(xiàn)溫室環(huán)境信息的采集、顯示及控制設備狀態(tài)顯示和邏輯控制算法的實現(xiàn)。