基于ARM9和嵌入式Linux的溫室無線控制站研究與設(shè)計(jì).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(jī)時(shí)代嵌入式系統(tǒng)處理能力低，只能實(shí)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(fù)責(zé)嵌入式系統(tǒng)的全部軟硬件資源的分配、調(diào)度、控制、協(xié)調(diào)，不僅降低了系統(tǒng)軟件開發(fā)難度，同時(shí)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(jī)一下位機(jī)的架構(gòu)模式，并且上位機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)或工業(yè)PC機(jī)，下位機(jī)采用8位/1

2、6位的單片機(jī)。這樣，溫室測控系統(tǒng)存在兩大明顯缺陷：一是采用PC機(jī)導(dǎo)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(jī)的工作壽命，同時(shí)有可能導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。 在國家863計(jì)劃項(xiàng)目“溫室無線測控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)集成”(2006AA102253)支持下，研究設(shè)計(jì)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(nèi)核采用ARM公司設(shè)計(jì)的ARM

3、920T，具有高性能、低功耗、高可靠性等特點(diǎn)。S3C2410微處理器完全可運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)溫室控制的復(fù)雜控制算法，同時(shí)嵌入式Linux系統(tǒng)具有豐富的網(wǎng)絡(luò)支持，這對于實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境信息監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化及智能化提供了物理支持。同時(shí)嵌入式系統(tǒng)本身的高可靠性、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力，有助于系統(tǒng)的長期良好運(yùn)行。 本文首先調(diào)研了國內(nèi)外溫室測控技術(shù)的發(fā)展概況和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，結(jié)合溫室背景，提出了溫室無線控制站軟硬件設(shè)計(jì)的整體結(jié)

4、構(gòu)；然后，詳細(xì)闡述了控制站的軟硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要包括開發(fā)平臺的選擇、電源模塊設(shè)計(jì)、電平轉(zhuǎn)換接口電路的設(shè)計(jì)、無線傳輸模塊設(shè)計(jì)等。軟件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)等。溫室無線測控軟件系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，系統(tǒng)整體分解為人機(jī)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(gè)子系統(tǒng)又分解為不同的模塊，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境信息的采集、顯示及控制設(shè)備狀態(tài)顯示和邏輯控制算法的實(shí)現(xiàn)。