1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、题目背景

根据指导毕设课题最好作相关的建议，所以我把在公司实习期间参与的项目作为了最后毕业设计的课题。用户的需求是实现仓库温度的实时监控。而我们的任务则是实现其中温度的监测系统的设计，测量仓库的温度值，并反馈至控制中心，由控制中心来实现具体的控制。其中控制系统的设计由其他部门设计。

客户的要求如下：

1．实时监控仓库温度并在可视化界面上显示

2.将将监控温度值传输到远程可控制主机并保存

3. 能够实现人机交互功能，修改温度监控范围

5.能够实现多点布控，全方位的监测实时温度

4. 系统稳定高，并且具有较好的温度监测精度

二、解决方案

要求，系统需要具有以下模块。温度测量模块，显示模块，人机相互模块，数据传输模块。由于系统要求稳定性高，并且需要一定数据处理能力，最重要的一点是能够实现温度的远程传输功能。所以我们选择ARM开发板运行LINUX操作系统，为数据的远程传输提供服务。温度测量则选用数字温度传感器，人机交互与显示则使用电容触摸屏来实现。

软件上的实现有 ：

1．Linux开发平台的配置

2．温度传感器驱动的编写实现相应的系统调用

3．C库函数封装，调用驱动实现的系统调获取温度值

4．编写显示模块和人机交互模块

5．通过TCP/IP协议将温度数据发送到远程主机

其中我需要实现的有，温度测量模块，显示模块，人机交互模块（实现数据输入功能），数据传输模块由其他人实现。其中温度测量模块需要我们实现LINUX内核驱动的开发，驱动以动态模块的形式加载到内核中。，在内核驱动实现系统调用，如 write（）、read（）、ioctl（）等一系列系统调用，用于获取环境温度，设置测量值的精度。而在显示模块中，我们我们不仅使用QT语言编写现实界面，还需要提供接口供用户输入数据，实现人机交互功能，还涉及到C库函数的封装，在C库函数调用驱动中实现的系统调用，用于获取温度测量值，设置温度测量的参数。然后我们在QT程序调用C库函数。所以整个数据的流向为：

软件 硬件

ARM芯片

温度传感器

底层驱动

C库函数

QT程序

显示界面

LCD触摸屏

三、硬件选择

根据要求我们的硬件平台是ARM开发板运行LINUX操作系统，搭载的硬件有网卡芯片，用于实现数据的网络传输。数字温度传感器，用于采集仓库温度。以及一块LCD电容显示屏。三星公司的S5pv210芯片属于AMM系列，采用CORTEXA8架构。使用ARM V7指令集。ARM Cortex-A8内建有四个核心 , ARM Cortex-A8、IVA2＋、POWERVR SGX Graphics Core、Image Signal Processor（ISP）。其主要运用在智能家居等室内控制项目中，具有较高的稳定性和性价比。其集成的CW210的开发板，具有丰富的外设，使用linux的开发环境，kermit开发工具，加载linux内核。使用内核提供的驱动架构可以有效地帮助我们完成软件驱动的开发。相比于其他的ARM芯片，cortax A8架构的芯片，具有主要针对中端市场，支持较多的功能，能够提供较为强大的数据处理能力，为后期系统功能的扩展提供方便。同时相对来说，这款芯片的价格较为便宜。在满足我们功能需求的情况下，控制了成本问题。

本系统中，温度传感器是整个系统的核心部分，所以他的选择显得尤为重要。首先要求传感器具有以下特点，温度测量精确度高、测量范围较大，因为仓库存储的物品怒同，对温度的要求也不相同，所以需要温度传感器支持较大范围温度测量。抗干扰能力强，价格便宜等优点。所以我们选择了DS18B20这款数字温度传感器。其独特的一线接口，只需要一条口线通信 多点能力，简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电。无需备用电源，温度测量温度范围为-55 C至 125 ℃ 。C范围内精度为0.5 温度传感器可编程的分辨率为9~12位，温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置，应用范围包括恒温控制、工业系统、消费电子产品温度计、或任何热敏感系统。目前市面上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。

对于LCD触摸屏的选择，主要基于交互模块的设计，需要我们能够方便的实现人机交互。要求是方便直观。如果使用开发板的按键，我们输入的内容主要是0-9的数字，开发板的配置的八个按键是不足以满足我们的输入要求的。使用键盘的话，我们需要考虑编程的复杂度，我们需要一个事件去触发输入行为，还需要一个事件去触发输入结束的行为，所以在编程上是比较复杂，而使用开发板上搭载的一块电容触摸屏就可以轻松实现简单快捷的输入，且与显示模块相结合，更加直观便捷。

简要小结

在老师的毕业设计与工作相关的指导方针启发下，毕业设计的题目我选择了基于嵌入式LINUX的温度监测系统这样一个题目。该题目的难点在于软件驱动编写。

项目开发的步骤为，对于硬件的配置的了解，然后是开发环境的搭建。Linux作为嵌入 式开发中常用的开发环境。但是搭建的过程遇到的问题也相当的多。比如串口工具，交 叉编译器，tftp服务器的搭建都需要一定的时间。对于linux下的环境变量的修改都是我 们面临的问题。 然后是运行系统，使用内核框架编写驱动。以及C语言动态库的制作。再 动态库我们封装驱动中实现的系统调用，最后使用QT制作人机交互界面。整个的过程大致如上。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、本课题要研究或解决的问题

1.对arm体系结构，linux内核下驱动模式的熟悉，以及器件的选择，linux开发环

境的搭建。