第章嵌入式Linux综合项目实例

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1、,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,*,第10章,嵌入式Linux综合项目实例,,第十章 嵌入式Linux综合项目实例,嵌入式Linux在实际中的应用非常广泛，本书前面各章介绍了嵌入式各个模块、各个软硬件的原理和实验，本章将向读者介绍一些基于嵌入式Linux的实际项目。读者通过阅读前面内容，已经有了嵌入式的概念，初步了解了如何开发简单的嵌入式程序，理解了嵌入式编程的一般流程以及软硬件环境的使用。在此基础上，我们将综合利用各个模块、软硬件环境开发具体的实际项目。,主要内容,,第一节,基于嵌入式平台的电梯监控系统,,第二节,硬件设

2、计基础知识,,第三节,硬件设计中应注意的一些问题,,1,,一、系统功能框图,,,二、功能简介,,,三、体系结构,,四、功能解析图,,五、基本设计概念,,六、效果图,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统,,2,,3,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统 —— 一、系统结构,,本系统基于客户/服务器结构，ARM2410S嵌入式开发板作为电梯服务端，PC机为客户端。客户端在Linux下开发，客户端和服务端之间通过Socket通信,,4,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统 —— 二、功能简介,,视频图像采集结构：根据Video4Linux标准视频接口进行编程时所采用的结构体，

3、包括视频采集部分的4个关键结构体video_capability、video_picture、video_mbuf、video_mmap。,键盘驱动file_operations数据结构：缩减基本键盘驱动功能建立的键盘驱动结构体，如open()、close()、read()等等。,电梯运行结构：模拟电梯的基本结构，主要包括当前电梯的状态、上下楼状态、目标楼层数组和当前电梯所在的楼层。一旦模拟电梯开发运行就会不断更新该结构体内数据。,Socket网络传输结构：选用的网络传输协议、客户机IP、客户机进程端口号、服务器端IP和服务器端进程端口号。,缓冲区结构：图像缓冲区为JPEG文件，电梯缓冲区为电

4、梯数据结构体，Socket网络传输缓冲区是长度为1000个字节的字符数组。,QT界面显示结构：在监控中心接收服务器端传送过来的图像和电梯数据信息后利用QT界面进行显示.。QT界面上分成两个区，左半区采用Qframe控件用于视频图像的显示，右半区采用Qpushbutton按钮用于显示电梯数据。,,5,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统 —— 三、体系结构,,,6,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统 —— 四、功能解析图,,,7,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统 —— 五、基本设计概念,（1）服务器端,视频采集模块：采用WEBEYE V2000摄像头，编译并加

5、载OV511驱动程序；利用Video4Linux标准视频处理接口进行视频图像的采集；交叉编译JPEG库并移植至开发板，从而实现对视频图像数据的JPEG压缩，以减小网络传输负担。,小键盘电梯模拟模块：17键小键盘区模拟电梯的按钮区，键盘1~9数字键分别对应电梯的9个楼层，适当修改键盘驱动，使其能够随时读取键值；同时选择同方向优先的电梯算法实现电梯的运行。,Socket网络传输模块：采用Linux下的Socket编程方法，利用TCP协议建立现场和监控中心的连接并发送相关数据。,（2）客户端,Socket网络接收模块：采用Linux下的Socket编程方法，利用TCP协议建立现场和监控中心的连接并接

6、收相关数据。,客户端显示模块：将服务器端采集的视频图像和电梯运行状态直观地显示在客户端主机上。,,8,第一节 基于嵌入式平台的电梯监控系统 —— 六、效果图,,一、系统功能框图,,,二、功能简介,,,三、体系结构,,四、基本设计概念,,五、效果图,第二节 基于蓝牙技术的嵌入式点菜系统,,9,,第二节,基,基于蓝牙,技,技术的嵌入,式,式点菜系统,——,一、系统功,能,能框图,10,,本系统采用C/S结构,，,，以上述模,型,型为原型，,实,实现了简单,的,的基于蓝牙,技,技术的点菜,系,系统。将嵌,入,入式开发板ARM2410S作为,无,无线点菜器,，,，即客户端,；,；PC机作

7、,为,为后台管理,端,端，即服务,器,器端，服务,器,器端在Linux下开,发,发。客户端,和,和服务器端,之,之间通过蓝,牙,牙进行无线,通,通信,服务器端有,数,数据库，用,于,于存储菜单,信,信息和消费,信,信息。为了,方,方便，在客,户,户端也创建,了,了数据库，,其,其中存储了,菜,菜单信息和,房,房间信息，,因,因此客户端,不,不能很好地,动,动态共享菜,单,单信息和房,间,间使用信息,，,，所以本系,统,统只适合点,对,对点方式。,第二节,基,基于蓝牙,技,技术的嵌入,式,式点菜系统,——,二、功能简,介,介,11,,第二节,基,基于蓝牙,技,技术的嵌入,式,式点菜系统,——,三

8、、体系结,构,构,12,,客户端,1）开台点,菜,菜模块,通过Qt图,形,形界面，客,户,户可以选择,房,房间即开台,，,，进入房间,并,并将该房间,置,置为使用状,态,态后便可以,点,点菜，然后,进,进入该类菜,的,的详细菜单,的,的选择。客,户,户点完所要,的,的菜后，便,可,可提交，通,过,过蓝牙传输,模,模块将所点,的,的菜传到服,务,务器端。,2）蓝牙传,输,输模块,客户端的蓝,牙,牙数据传输,主,主要包括点,菜,菜信息的发,送,送和结账房,间,间信息的接,收,收,服务端,1）菜单管,理,理模块,通过Qt图,形,形界面的相,关,关操作与数,据,据库中菜单,信,信息表的交,互,互，服务

9、器,端,端可以对菜,单,单进行管理,（,（即增加、,删,删除和修改,菜,菜单信息）,。,。,2）消费结,账,账模块,通过Qt图,形,形界面的相,关,关操作与数,据,据库中消费,信,信息表的交,互,互，服务器,端,端可以实现,消,消费结账功,能,能，即选择,某,某个房间查,询,询并显示此,房,房间所点菜,的,的信息。,3）蓝牙传,输,输模块,服务器端的,蓝,蓝牙数据传,输,输主要包括,点,点菜信息的,接,接收和结账,房,房间信息的,发,发送。,第二节,基,基于蓝牙,技,技术的嵌入,式,式点菜系统,——,四、基本设,计,计概念,13,,第二节,基,基于蓝牙,技,技术的嵌入,式,式点菜系统,——,五

10、、效果图,14,,一、系统功,能,能框图,,二、功能简,介,介,,三、体系结,构,构,,四、基本设,计,计概念,,五、效果图,第三节,基,基于Web Service的,数,数字油田监,控,控系统,15,,第三节,基,基于Web Service的,数,数字油田监,控,控系统,——,一、系统功,能,能框图,16,,现场设备服,务,务端,现场设备服,务,务端包括直,流,流电机服务,端,端和视频采,集,集服务端两,部,部分。直流,电,电机服务端,接,接收监控中,心,心的控制数,据,据，控制直,流,流电机的运,转,转状态。同,时,时，采集直,流,流电机的相,关,关信息，当,监,监控中心请,求,求这些数据

11、,时,时将这些数,据,据发送到监,控,控中心。视,频,频采集服务,端,端接收监控,中,中心的视频,采,采集图像属,性,性参数，设,置,置摄像头图,像,像采集参数,，,，调节图像,画,画面效果，,并,并将视频采,集,集图属性参,数,数发送到监,控,控中心。,监控中心,监控中心是,整,整个系统的,中,中心部件，,对,对系统中的,数,数据进行处,理,理、存储，,完,完成数据的,路,路由和分发,并,并监视系统,中,中各个设备,的,的状态，为,进,进行故障诊,断,断与维护作,准,准备。监控,中,中心发送直,流,流电机控制,数,数据到直流,电,电机服务端,来,来控制直流,电,电机的运行,；,；获取现场,设

12、,设备信息，,实,实时监视油,井,井运行情况,；,；接收视频,采,采集服务端,传,传过来的视,频,频数据并显,示,示，获取视,频,频图像属性,参,参数，并可,以,以随时调节,视,视频采集图,像,像属性；接,收,收移动终端,的,的直流电机,控,控制数据，,转,转发至直流,电,电机服务器,端,端来控制直,流,流电机，并,将,将现场环境,状,状态参数发,送,送到移动终,端,端。,移动控制终,端,端,移动控制终,端,端只对直流,电,电机进行监,控,控，从监控,中,中心获取现,场,场设备信息,并,并进行显示,。,。操作人员,根,根据这些信,息,息，调节直,流,流电机控制,数,数据，发送,至,至监控中心,

13、控,控制、调节,直,直流电机的,运,运行状态。,第三节,基,基于Web Service的,数,数字油田监,控,控系统,——,二、功能简,介,介,17,,第三节,基,基于Web Service的,数,数字油田监,控,控系统,——,三、体系结,构,构,18,,第三节,基,基于Web Service的,数,数字油田监,控,控系统,——,四、基本设,计,计概念,19,,第三节,基,基于Web Service的,数,数字油田监,控,控系统,——,五、效果图,20,,一、系统功,能,能框图,,二、功能简,介,介,,三、体系结,构,构,,四、数据库,结,结构设计,,五、效果图,第四节,基,基于嵌入,式,式与

14、WebService的智,能,能家居系统,21,,第四节,基,基于嵌入,式,式与WebService的智,能,能家居系统,—,——,一、系统功,能,能框图,22,,本系统实现,了,了多种服务,访,访问方式，,客,客户端PocketPC通过Web Service,调,调用Web,服,服务端上提,供,供的各项服,务,务，实现远,程,程家居系统,的,的监控。同,时,时，在服务,端,端建立了站,点,点，可以通,过,过网页方式,方,方便地进行,本,本地或远程,的,的查询与控,制,制操作。所,以,以，本系统,使,使用灵活，,既,既可以用智,能,能设备PDA，也可以,通,通过网页来,进,进行操作。,本系统可

15、以,基,基于SQLServer数据库,实,实现家庭信,息,息（如财政,信,信息、物资,信,信息、事物,信,信息、菜谱,信,信息、健康,信,信息等）的,管,管理和使用,本,本系统的用,户,户信息（注,册,册用户）、,正,正在使用的,用,用户信息（,在,在线用户）,等,等的管理以,及,及基于嵌入,式,式平台的家,庭,庭设备（如,大,大门、电饭,锅,锅、空调、,湿,湿度机、机,器,器管家、视,频,频监控等）,的,的管理。,所有家居系,统,统的监控功,能,能都是以Web服务的,方,方式在服务,端,端实现的，,客,客户端通过,远,远程调用服,务,务端提供的Web服务,方,方法实现本,系,系统的管理,。,

16、。服务端的SQL Server,数,数据库中存,储,储了各种家,庭,庭信息，通,过,过数据库操,作,作来响应远,程,程客户查询,与,与更新家庭,信,信息的服务,请,请求，通过,与,与嵌入式开,发,发板交互来,响,响应远程客,户,户监控家庭,设,设备的服务,请,请求。,第四节,基,基于嵌入,式,式与WebService的智,能,能家居系统,——,二、功能简,介,介,23,,第四节,基,基于嵌入,式,式与WebService的智,能,能家居系统,——,三、体系结,构,构,24,,第四节,基,基于嵌入,式,式与WebService的智,能,能家居系统,——,四、数据库,结,结构设计,25,,第四节,

17、基,基于嵌入,式,式与WebService的智,能,能家居系统,——,五、效果图,26,,一、功能简,介,介,,二、音视频,数,数据在双处,理,理器间的传,输,输模块设计,,三、音频处,理,理方案设计,,四、视频处,理,理方案设计,第五节,基,基于OMAP的音频,与,与视频处理,27,,本节设计的,方,方案是基于OMAP5910开发,平,平台的，我,们,们可以将OMAP5910中的DSP和ARM描述为两,个,个“终端”,，,，本节设计,的,的总体方案,为,为：在ARM LINUX开发环,境,境下开发ARM端的应,用,用程序，在TI提供的CCS开发,环,环境下完成DSP端的,程,程序。两个,程,

18、程序在运行,时,时，ARM,端,端作为音视,频,频数据的输,入,入端，传到DSP端进,行,行处理，然,后,后再把处理,后,后的结果返,回,回到ARM,端,端，并进行,显,显示或播放,等,等处理。当,然,然，ARM,端,端还有一些,控,控制功能。,这,这样就充分,利,利用了OMAP5910的双核结,构,构，实现了,音,音视频数据,的,的高效处理,，,，提高了多,媒,媒体应用的,性,性能。,OMAP5910中的ARM核和DSP核之,间,间的通信通,过,过DSPGateway机制实,现,现。DSPGateway能够,支,支持OMAP5910,构,构架的OMAP处理器,，,，它主要包,含,含两部分：,

19、一,一是ARM,端,端的Linux驱动程,序,序，二是DSP端的基,于,于DSPBIOS的,一,一个实时内,核,核及它上面,的,的API。,它,它使得开发DSP端的,程,程序变得很,简,简单，只需,熟,熟悉了DSP Gateway的API函数,就,就能方便地,在,在DSP上,实,实现多任务,管,管理,第五节,基,基于OMAP的音频,与,与视频处理,—,——,一,一、功能,简,简介,28,,在DSP端,设,设计并实现,音,音视频处理,程,程序，利用ARM核来,控,控制音视频,数,数据流的输,入,入输出。考,虑,虑到数据量,比,比较大，这,里,里采用DSP端的被动,块,块接收和被,动,动块发送方,

20、式,式传递数据,第五节,基,基于OMAP的音频,与,与视频处理,——,二、音视频,数,数据在双处,理,理器间的传,输,输模块设计,29,,音频部分的,处,处理主要是,利,利用MPEG中的MP3编码标准,，,，在DSP,端,端实现对音,频,频数据流的,压,压缩处理，,在,在ARM端,实,实现对设备,的,的控制以及,对,对数据的输,入,入输出控制,。,。通过下载,移,移植MP3,编,编解码程序,，,，并修改相,应,应的Makefile,文,文件，将MP3编解码,程,程序移植到,开,开发板上，,使,使得MP3,编,编解码程序,能,能够在OMAP5910开发板上,运,运行。然后,利,利用DSPGate

21、way通信,技,技术，完成ARM和DSP在处理,前,前与处理后,的,的数据交互,。,。,第五节,基,基于OMAP的音频,与,与视频处理,——,三、音频处,理,理方案设计,30,,1．ARM,端,端,ARM端是,基,基于ARM9核的TI925T处,理,理器，是这,个,个多媒体应,用,用平台的核,心,心。它的任,务,务为：打开,设,设备文件；,读,读取视频文,件,件中的视频,数,数据并根据DSP端的,接,接收能力将,视,视频数据发,送,送到DSP,端,端；发送控,制,制信息到DSP端，视,频,频数据经过DSP端的,处,处理后，接,收,收处理后的,结,结果并输出,,2．DSP,端,端,DSP核的,优

22、,优点就是能,高,高效处理大,量,量数据，所,以,以视频数据,的,的压缩处理,放,放在DSP,端,端执行。根,据,据MPEG-2编码原,理,理，主要有,以,以下几个功,能,能模块：,离散余弦变,换,换（DCT,）,）,量化和逆量,化,化模块,之型扫描,运动估计模,块,块,运动补偿,预,预测模块,变长编码,模,模块,第五节,基,基于OMAP,的,的音频与,视,视频处理,——,四、视频,处,处理方案,设,设计,31,,本章以项,目,目实例的,形,形式，讲,述,述了嵌入,式,式linux系统,开,开发，主,要,要包括基,于,于嵌入式,平,平台的电,梯,梯监控系,统,统、基于,蓝,蓝牙的无,线,线点菜

23、系,统,统、基于WebService的,数,数字油田,监,监控系统,、,、基于嵌,入,入式与Web Service的智,能,能家居系,统,统、基于OMAP,的,的音频与,视,视频处理,。,。这些项,目,目是根据,实,实际应用,进,进行了简,单,单的实现,或,或模拟，,主,主要是给,读,读者一个,设,设计思路,，,，让读者,理,理解与掌,握,握如何根,据,据现有的,嵌,嵌入式环,境,境开发实,际,际项目，,从,从而提升,嵌,嵌入式linux,系,系统开发,能,能力。,小结,32,,请同学根,据,据自己的,兴,兴趣，在,以,以下可选,题,题目中任,选,选一题，,成,成立小组,（,（根据难,度,度系

24、数，2-4人/组），,并,并指定一,负,负责人，,规,规划相关,的,的工作，,每,每小组通,过,过协作完,成,成大作业,，,，并提交,相,相关报告,与,与相关源,程,程序代码,。,。,可选题目,为,为：,1)基于,嵌,嵌入式平,台,台的电梯,监,监控系统,（,（难度,系,系数 0.8),2)基于,蓝,蓝牙的无,线,线点菜系,统,统 （,难,难度系数0.7),3)基于WebService的,数,数字油田,监,监控系统,（,（难度,系,系数 1.0),4)基于,嵌,嵌入式与WebService的,智,智能家居,系,系统 （,难,难度系数1.1),5)基于OMAP,的,的音频与,视,视频处理,（,

25、（难度,系,系数 1.5),6) 自,选,选题目（,难,难度系数,根,根据选题,，,，评估后,确,确定),最后所提,交,交相应的,实,实验报告,和,和代码包,括,括：,1)项目,开,开发计划(具,体,体格式参,考,考 chapter10\,项,项目开发,计,计划.doc),2)详细,设,设计说明,书,书(具体,格,格式参考chapter10\详细,设,设计说明,书,书.doc),3)项目,开,开发总结,报,报告(具,体,体格式参,考,考chapter10\项,目,目开发总,结,结报告.doc),4)嵌入,式,式Linux程序,设,设计报告(具体格,式,式参考chapter10\嵌入式Linux

26、程序设,计,计报告.doc),5)相关,源,源程序和,说,说明,习题,33,,9,、静夜四无,邻,邻，荒居旧,业,业贫。。12月-2212月-22,Sunday, December 25,2022,10,、雨中黄叶,树,树，灯下白,头,头人。。22:22:3822:22:3822:22,12/25/202210:22:38PM,11,、以,我,我独,沈,沈久,，,，愧,君,君相,见,见频,。,。。12,月,月-2222:22:3822:22,Dec-2225-Dec-22,12,、故,人,人江,海,海别,，,，几,度,度隔,山,山川,。,。。22:22:3822:22:3822:22,Sund

27、ay,December25,2022,13,、,乍,乍,见,见,翻,翻,疑,疑,梦,梦,，,，,相,相,悲,悲,各,各,问,问,年,年,。,。,。,。12,月,月-2212,月,月-2222:22:3922:22:39,December25,2022,14,、,他,他,乡,乡,生,生,白,白,发,发,，,，,旧,旧,国,国,见,见,青,青,山,山,。,。,。,。25,十,十,二,二,月,月202210:22:39,下,下,午,午22:22:3912,月,月-22,15,、比不,了,了得就,不,不比，,得,得不到,的,的就不,要,要。。,。,。十二月2210:22,下,下午12月-2222:22

28、,December25,2022,16,、行动,出,出成果,，,，工作,出,出财富,。,。。2022/12/25 22:22:3922:22:39,25December2022,17,、做前,，,，能够,环,环视四,周,周；做,时,时，你,只,只能或,者,者最好,沿,沿着以,脚,脚为起,点,点的射,线,线向前,。,。。10:22:39,下,下午10:22,下,下午22:22:3912月-22,9,、没有失,败,败，只有,暂,暂时停止,成,成功！。12月-2212月-22,Sunday,December25,2022,10,、很多事,情,情努力了,未,未必有结,果,果，但是,不,不努力却,什,什

29、么改变,也,也没有。,。,。22:22:3922:22:3922:22,12/25/2022 10:22:39PM,11,、成功就,是,是日复一,日,日那一点,点,点小小努,力,力的积累,。,。。12月-2222:22:3922:22,Dec-2225-Dec-22,12,、世间成,事,事，不求,其,其绝对圆,满,满，留一,份,份不足，,可,可得无限,完,完美。。22:22:3922:22:3922:22,Sunday,December25,2022,13,、不知香,积,积寺，数,里,里入云峰,。,。。12月-2212月-2222:22:3922:22:39,December25,2022,1

30、4,、意志坚强,的,的人能把世,界,界放在手中,像,像泥块一样,任,任意揉捏。25 十二,月,月 202210:22:39 下,午,午22:22:3912月-22,15,、楚塞三湘,接,接，荆门九,派,派通。。。十二月 2210:22,下,下午12月-2222:22,December 25, 2022,16,、少年十五,二,二十时，步,行,行夺得胡马,骑,骑。。2022/12/2522:22:3922:22:39,25 December 2022,17,、空山新雨,后,后，天气晚,来,来秋。。10:22:39 下,午,午10:22,下,下午22:22:3912月-22,9,、杨柳散和,风,风，

31、青山澹,吾,吾虑。。12月-2212月-22,Sunday, December 25,2022,10,、阅读一切,好,好书如同和,过,过去最杰出,的,的人谈话。22:22:3922:22:3922:22,12/25/202210:22:39PM,11,、,越,越,是,是,没,没,有,有,本,本,领,领,的,的,就,就,越,越,加,加,自,自,命,命,不,不,凡,凡,。,。12,月,月-2222:22:3922:22,Dec-2225-Dec-22,12,、,越,越,是,是,无,无,能,能,的,的,人,人,，,，,越,越,喜,喜,欢,欢,挑,挑,剔,剔,别,别,人,人,的,的,错,错,儿,儿,。

32、,。22:22:3922:22:3922:22,Sunday,December25,2022,13,、知人,者,者智，,自,自知者,明,明。胜,人,人者有,力,力，自,胜,胜者强,。,。12月-2212月-2222:22:3922:22:39,December25,2022,14,、意志,坚,坚强的,人,人能把,世,世界放,在,在手中,像,像泥块,一,一样任,意,意揉捏,。,。25,十,十二月202210:22:39,下,下午22:22:3912月-22,15,、最,具,具挑,战,战性,的,的挑,战,战莫,过,过于,提,提升,自,自我,。,。。十二,月,月2210:22,下,下午12,月,月-

33、2222:22,December25,2022,16,、业,余,余生,活,活要,有,有意,义,义，,不,不要,越,越轨,。,。2022/12/2522:22:3922:22:39,25December2022,17,、一个人,即,即使已登,上,上顶峰，,也,也仍要自,强,强不息。10:22:39,下,下午10:22 下午22:22:3912月-22,,MOMODA POWERPOINT,Lorem ipsum dolor,sit,,eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis,amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blanditut,cursus.,感谢您的,下,下载观看,专家告诉,