智能遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)溫控模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、學(xué)號(hào)：2008840137本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）智能遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)溫控模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作者姓名張 濤指導(dǎo)教師劉 琦所學(xué)專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級(jí)08計(jì)科b1班所屬院系信息學(xué)院學(xué)習(xí)年限2008年9月至2012年6月二一二年六月目 錄內(nèi)容提要i內(nèi)容提要31.引言11.1課題背景及意義11.2 課題現(xiàn)狀12. 系統(tǒng)分析22.1 需求分析22.1.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求22.1.2系統(tǒng)需求分析22.2 可行性分析33 系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1系統(tǒng)目標(biāo)63.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)63.3 溫控模塊設(shè)計(jì)74. 功能測(cè)試與分析185. 結(jié)語(yǔ)19致謝20參考文獻(xiàn)21intelligent remote warehous

2、e monitoring systemdesign and implementation of the temperature control module22智能遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)溫控模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名：張 濤指導(dǎo)教師：劉 琦內(nèi)容提要 該系統(tǒng)可以進(jìn)行方便的擴(kuò)展，結(jié)合用戶自身需求進(jìn)行定制，使得用戶通過手機(jī)獲得倉(cāng)庫(kù)異常報(bào)警，整個(gè)系統(tǒng)采用b/s架構(gòu)，可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)倉(cāng)庫(kù)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程的操作來(lái)降低異常帶來(lái)的損失。在系統(tǒng)中web服務(wù)器通過internet 提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)，并通過gsm短信息通知用戶異常，用戶通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)異常進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程指令操作。使用mini2440開發(fā)板和gprs模塊和

3、usb攝像頭，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控功能，硬件資源來(lái)源于mini2440開發(fā)板自帶的資源，比如溫度傳感器，報(bào)警器，紅外傳感器等。如果溫度傳感器特測(cè)溫度高于一定的溫度或者紅外傳感器特測(cè)有不法分子闖入，那么會(huì)調(diào)用相應(yīng)的報(bào)警功能，滅火功能被開啟，并通過gprs模塊及時(shí)通知用戶現(xiàn)場(chǎng)情況，用戶根據(jù)具體情況采取不同的措施給系統(tǒng)，通過瀏覽器上的按鈕完成一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作的主要功能。關(guān)鍵詞 b/s架構(gòu) 實(shí)時(shí)監(jiān)控 遠(yuǎn)程指令操作 瀏覽器 i山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1.引言1.1課題背景及意義安防監(jiān)控系統(tǒng)是一門被人們?nèi)找嬷匾暤男屡d專業(yè)，就目前發(fā)展看，應(yīng)用普及越來(lái)越廣，科技含量越來(lái)越高。幾乎所有高新科技都可促進(jìn)

4、其發(fā)展，尤其是信息時(shí)代的來(lái)臨，更為該專業(yè)發(fā)展提供契機(jī)。但就監(jiān)控業(yè)界而言，系統(tǒng)組成一直沒得到明確的劃分，這使工程商和用戶之間談到安防監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)溝通很不方便。倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)是物流當(dāng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也在企業(yè)的整個(gè)管理流程中起著非常重要的作用。倉(cāng)庫(kù)緊靠居民區(qū)，人流量較大，管理不便，經(jīng)常倉(cāng)庫(kù)貴重物品丟失，為加強(qiáng)對(duì)此倉(cāng)庫(kù)管理，確保倉(cāng)儲(chǔ)物品安全是倉(cāng)庫(kù)管理的重要問題，倉(cāng)儲(chǔ)管理的安全性、和可控性也面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。如何降低存貨投資，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及危險(xiǎn)情況下的及時(shí)報(bào)警，成為了各個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)部門共同關(guān)心的問題。此倉(cāng)庫(kù)安防系統(tǒng)可以進(jìn)行方便的擴(kuò)展，結(jié)合用戶自身需求進(jìn)行定制，使得用戶通過手機(jī)獲得倉(cāng)庫(kù)異常報(bào)警，并通過

5、網(wǎng)絡(luò)對(duì)倉(cāng)庫(kù)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程的操作來(lái)降低異常帶來(lái)的損失。主要的應(yīng)用場(chǎng)所：個(gè)人倉(cāng)庫(kù)、 商鋪、工廠倉(cāng)庫(kù)、中心企業(yè)倉(cāng)庫(kù)、金店倉(cāng)庫(kù)、食品加工店等。當(dāng)今市場(chǎng)上普遍采用基于pc機(jī)的視頻監(jiān)控，但這樣的系統(tǒng)價(jià)格昂貴，操作比較繁瑣；而嵌入式系統(tǒng)有操作簡(jiǎn)單、體積小、成本低、功耗小和實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)，是未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展的主流。1.2 課題現(xiàn)狀就目前發(fā)展來(lái)看，基于b/s架構(gòu)的安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用普及越來(lái)越廣，科技含量越來(lái)越高，尤其是信息時(shí)代的來(lái)臨，更為此發(fā)展提供了契機(jī)。智能安防監(jiān)控系統(tǒng)采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的全數(shù)字化的計(jì)算機(jī)壓縮技術(shù)，具有傳統(tǒng)的“模擬”方式的監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法比擬的許多優(yōu)點(diǎn)?？梢酝耆詣?dòng)地對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行永不間斷

6、的全程監(jiān)控，并可以非常方便地查詢?nèi)我粫r(shí)間，任一地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)圖像，為徹底解決安全問題提供了有力的措施，采用高性能的計(jì)算機(jī)，取代了傳統(tǒng)的“模擬”方式的監(jiān)控系統(tǒng)所需的大量監(jiān)視器、錄像機(jī)、圖像分割器、解碼器、視頻切換器及矩陣系統(tǒng)等設(shè)備。這不僅降低了系統(tǒng)的造價(jià)，使得系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，易于操作維護(hù)，而且還大大提高了安防監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，由于采用了先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，使得圖像質(zhì)量更高，更易于保存。智能安防監(jiān)控系統(tǒng)綜合了圖像、通訊、數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)系統(tǒng)集成等高科技技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了安全管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。安防監(jiān)控報(bào)警主要應(yīng)用場(chǎng)合有：樓宇安防、小區(qū)安防、工廠安防、體育場(chǎng)館、學(xué)校安防等場(chǎng)所。性能穩(wěn)定可靠，無(wú)需專人管理

7、。嵌入式web服務(wù)器實(shí)際上是基于嵌入式微處理器技術(shù)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，對(duì)于用戶來(lái)講，上網(wǎng)進(jìn)行登陸，便可對(duì)倉(cāng)庫(kù)情況進(jìn)行監(jiān)控?，F(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代，前端一體化、視頻十字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認(rèn)的發(fā)展方向，它以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存放和播放為核心，以智能實(shí)用的圖像分析為特點(diǎn)，并為報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)完美的整合到一個(gè)使用平臺(tái)上，引發(fā)了視頻控制行業(yè)的一次技術(shù)革命。2. 系統(tǒng)分析2.1 需求分析需求分析的基本任務(wù)是準(zhǔn)確的闡述系統(tǒng)運(yùn)行所需要的必要功能。這一階段是對(duì)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)最為全面、準(zhǔn)確、清晰、得體的一個(gè)比較關(guān)鍵的時(shí)期。而且需求分析的結(jié)果是系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)，關(guān)

8、系到工程的成敗和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，必須用行之有效的方法對(duì)軟件需求進(jìn)行嚴(yán)格的審查驗(yàn)證，為下一步的總體設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。2.1.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求整個(gè)系統(tǒng)是作為服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)來(lái)支持用戶遠(yuǎn)程登陸監(jiān)控的，在網(wǎng)絡(luò)方面，系統(tǒng)可以外擴(kuò)網(wǎng)絡(luò)芯片來(lái)支持有線網(wǎng)絡(luò)，另外可以外擴(kuò)gprs模塊來(lái)支持gprs上網(wǎng)?，F(xiàn)如今大部分都是采用的adsl+路由的方式上網(wǎng)，在有線網(wǎng)絡(luò)方面，我們正是利用了這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。首先adsl撥號(hào)上網(wǎng)能夠提供給用戶一個(gè)公網(wǎng)ip，這是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，因?yàn)槲覀兊脑O(shè)備要作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器端，必定要有一個(gè)公網(wǎng)ip來(lái)提供訪問，當(dāng)然這需要其他技術(shù)的支持。有了公網(wǎng)ip，我們可以利用動(dòng)態(tài)域名解析技術(shù)來(lái)將我們

9、每次登錄后的動(dòng)態(tài)ip地址映射成一個(gè)固定的網(wǎng)絡(luò)域名，這樣我們?cè)诰涂梢允褂糜蛎S意訪問系統(tǒng)。目前的動(dòng)態(tài)域名解析有兩種實(shí)現(xiàn)，一種解析出來(lái)的是節(jié)點(diǎn)的內(nèi)網(wǎng)ip，另一種是解析節(jié)點(diǎn)的外網(wǎng)ip，在我們的應(yīng)用中是需要解析外網(wǎng)ip，在整個(gè)萬(wàn)維網(wǎng)上應(yīng)用系統(tǒng)。在用戶設(shè)備端，可以和用戶電腦同時(shí)接入路由，同時(shí)需要設(shè)置路由，將路由的80端口映射到設(shè)備端的內(nèi)網(wǎng)ip，這樣就可以結(jié)合動(dòng)態(tài)域名解析和路由的映射功能在網(wǎng)上提供web服務(wù)。2.1.2系統(tǒng)需求分析隨著安防行業(yè)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究越來(lái)越熱門， 昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué) 院的張俊才提出的基于嵌入式web服務(wù)器的信息家電安防監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式 系統(tǒng)與

10、internet相連、家庭內(nèi)部的安全監(jiān)控、信息傳輸，這給了我們很大的啟示。 隨著人們生活水平的提高，對(duì)家居生活智能化要求越來(lái)越高，特別是對(duì)貴重財(cái)產(chǎn)的安全提出了迫切要求。為了降低倉(cāng)庫(kù)等亟需安全措施的地方發(fā)生異常情況，就要求在異常發(fā)生時(shí)用戶能及時(shí)得到信息，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)控采取一定的操作排除異常。因此，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的作用是非常巨大的。當(dāng)今市場(chǎng)上普遍采用基于pc機(jī)的視頻監(jiān)控，但這樣的系統(tǒng)價(jià)格昂貴。操作比較繁瑣。而嵌入式系統(tǒng)有操作簡(jiǎn)單、體積小、成本低、功耗小和實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)其市場(chǎng)前景相當(dāng)廣闊，是未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展的主流。以嵌入式視頻web服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像頭采集到的圖

11、片信息經(jīng)過壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以直接用瀏覽器觀看web服務(wù)器上的由攝像頭采集的圖像。由于把圖片采集和web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，用戶無(wú)需安裝任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。2.2 可行性分析可行性分析的目的是為了用最小代價(jià)在最短時(shí)間內(nèi)確定問題是否能夠解決?？尚行苑治龅膶?shí)質(zhì)就是要進(jìn)行一次壓縮簡(jiǎn)化系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過程,也就是在較高層次上以較抽象的方式進(jìn)行的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過程。主控系統(tǒng)首先接入internet，如果有火災(zāi)或者有非法入侵，攝像頭采集圖片并保存在sd卡里面，如果是火災(zāi)發(fā)生，溫度傳感器捕捉信號(hào)，那么自動(dòng)開啟滅火系統(tǒng)，開啟

12、警報(bào)，并通過gprs模塊發(fā)送短消息給用戶。用戶通過gprs來(lái)上網(wǎng)查看當(dāng)前室內(nèi)的情況，根據(jù)情況做相應(yīng)的功能的設(shè)置，如果有人非法入侵，紅外傳感器捕捉信號(hào)，那么開啟警報(bào)，通過gprs發(fā)送短消息給用戶。根據(jù)情況做相應(yīng)的功能設(shè)置。1）技術(shù)可行性：在本系統(tǒng)中所使用的監(jiān)控設(shè)備包括攝像頭、紅外傳感器、溫度傳感器以及各種報(bào)警裝置。這些設(shè)備在技術(shù)上都是可行的，攝像頭我們可以采用普通是usb攝像頭，因?yàn)橛迷趥}(cāng)庫(kù)環(huán)境中，不需要有攝像和轉(zhuǎn)換拍攝角度等的需求，所要的設(shè)備只需要有拍照的功能，這樣只要我們的嵌入式系統(tǒng)能夠提供相應(yīng)攝像頭的驅(qū)動(dòng)程序就可以了。在這里我們采用的是中芯微公司生產(chǎn)的zc301芯片的攝像頭。關(guān)于紅外監(jiān)控和

13、溫度監(jiān)控方面，可以購(gòu)買相應(yīng)得模塊，溫度傳感器采用0-100攝氏度，輸出電壓在0-5v，精度在0.2%的傳感器模塊。紅外監(jiān)控使用輸出開關(guān)兩的紅外監(jiān)控模塊，現(xiàn)有市場(chǎng)很成熟。需要考慮的是開關(guān)電源的選擇要符合模塊要求。系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程web頁(yè)控制的方式對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行操作，這種方式需要我們?cè)谙到y(tǒng)中移植一款嵌入式web服務(wù)器，現(xiàn)在嵌入式領(lǐng)域主要有三個(gè)web server:httpd、thttpd和boa。httpd是最簡(jiǎn)單的一個(gè)web server,它的功能最弱，不支持認(rèn)證，不支持cgi。thttpd和boa都支持認(rèn)證、cgi等，功能都比較全。boa是一個(gè)單任務(wù)的小型http服務(wù)器，源代碼開放、性能優(yōu)秀，特別

14、適合應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。 2）經(jīng)濟(jì)可行性：系統(tǒng)成本如表2.1：序號(hào)功能價(jià)格（元）系統(tǒng)管理端1fs2410開發(fā)板10002gprs模塊5003紅外傳感器404 溫度傳感熱電偶100小計(jì)1640用戶系統(tǒng)1手機(jī)10002gprs上網(wǎng)功能100小計(jì)1100軟件費(fèi)用合計(jì)500實(shí)施費(fèi)用300技術(shù)支持費(fèi)用200總計(jì)+10002.3 系統(tǒng)環(huán)境要求1）用戶接口界面風(fēng)格一致（采用框架結(jié)構(gòu)，樹形菜單）直觀性好，友好，富有人性化。2）硬件接口支持設(shè)備的種類：arm系列，powerpc,mips，并支持嵌入式linux操作系統(tǒng)。硬件配置： 主機(jī)系統(tǒng)：支持下面主流處理器：s3c2440(三星，arm920t),at91r

15、m9200（atmel,arm920t）等。存儲(chǔ)設(shè)備：nor flash,nand flash，sd卡，u盤，ide接口的移動(dòng)硬盤。終端設(shè)備：常見各類pc和兼容機(jī),并安裝ie瀏覽器。通信設(shè)備：gprs,路由, etc。3）軟件接口軟件的種類：驅(qū)動(dòng)程序：基于linux-內(nèi)核版本的驅(qū)動(dòng)程序.數(shù)據(jù)庫(kù)類型：mysql,oracle, etc.webserver類型： web server ，boa，etc.cgi程序：cgi,cgic ,perl cgi,shell cgi etc.與軟件的接口功能：系統(tǒng)具備較好的可擴(kuò)充性，可以和各類軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接口，平滑過渡。與應(yīng)用軟件的接口方式：通過

16、模塊化設(shè)計(jì)。軟件配置：主流操作系統(tǒng)：linux ,wince etc. 開發(fā)平臺(tái)：linux.通信協(xié)議：gprs.應(yīng)用軟件：cgi,上層系統(tǒng)主控程序。4）通信接口初步計(jì)劃系統(tǒng)使用web服務(wù)器通過ppp（point to point protocol）撥號(hào)方式接入internet 提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)。另外系統(tǒng)集成有網(wǎng)卡芯片，可以在局域網(wǎng)中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)得設(shè)置以及監(jiān)控。這種實(shí)現(xiàn)方式比較簡(jiǎn)單，而且可行性比較高，因?yàn)橐话慵彝ブ猩暇W(wǎng)都使用adsl和路由的方式進(jìn)行上網(wǎng)，這樣的話我們就可以利用這兩個(gè)設(shè)備的特點(diǎn)設(shè)置自己的web服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)出一個(gè)安全、實(shí)用、穩(wěn)定的遠(yuǎn)程嵌入式監(jiān)

17、控設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)的主要功能有：（1） 對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，例如溫度、紅外探測(cè)數(shù)據(jù)等；（2） 用攝像頭采集圖片，使用存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)（3） 構(gòu)建嵌入式web服務(wù)器，使用戶通過網(wǎng)絡(luò)利用pc機(jī)進(jìn)行監(jiān)控（4） 在web頁(yè)面上設(shè)置控制按鈕，監(jiān)控設(shè)備識(shí)別用戶指令并進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作（5） 監(jiān)控設(shè)備通過gsm短信息功能向用戶報(bào)警，并通過ppp（point to point protocol）撥號(hào)方式接入internet 提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)。3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 用戶（手機(jī)）系統(tǒng) 以arm9處理器fs2440為mcu（微控制單元），作為控制器，負(fù)責(zé)從紅外傳感器，溫度傳感器，攝像頭采集數(shù)據(jù)，并且控制報(bào)警措施和滅火措

18、施的執(zhí)行，通過 gprs 模塊向用戶發(fā)送短信，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過 internet和網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行交互，用戶可以通過登錄網(wǎng)頁(yè)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以將采集到的數(shù)據(jù)通過 web 服務(wù)器傳輸給網(wǎng)頁(yè)端。本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架如圖3.1所示。攝像頭db gprssd卡db警報(bào)措施滅火措施 主控系統(tǒng) (fs2440)溫度傳感器紅外傳感器 圖3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架3.3 溫控模塊設(shè)計(jì)溫度值由主控板從溫度傳感器中得到，得到的溫度值通過ad轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳送給主控板。ad 轉(zhuǎn)換器是模擬信號(hào)源和cpu之間聯(lián)系的接口，它的任務(wù)是將連續(xù)變化 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)使用。f s2410 開發(fā)

19、板用的ad轉(zhuǎn)換器是arms3c241o自帶的一個(gè)一路1o位的 ad 轉(zhuǎn)換器。并且支持觸摸屏功能。最大轉(zhuǎn)化率是500khz，ad轉(zhuǎn)換器頻率的計(jì)算公式為：系統(tǒng)時(shí)鐘(比例值 + 1)。本電路的特點(diǎn)是通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)改變模擬電壓量來(lái)模擬溫度的變化。軟件是通過 read和write來(lái)進(jìn)行對(duì)ad的讀和寫的操作。溫度采集模擬電路如圖3.2所示 圖3.2 溫度采集模擬電路3.3.1 溫度感應(yīng)器熱電偶的選型在此模塊中我們用到的是熱電偶來(lái)檢測(cè)溫度的實(shí)時(shí)變化，在實(shí)際應(yīng)用中可以通過溫度變送器將采集的值轉(zhuǎn)化為實(shí)際的電壓值，通過ad轉(zhuǎn)換并經(jīng)過換算得到實(shí)際的溫度值。1）溫度傳感器熱電偶測(cè)溫基本原理將兩種不同材料的

20、導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體a和b的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。2）熱電偶的應(yīng)用原理：熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是： 測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800（如鎢-錸）。構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。3）選

21、擇時(shí)的注意事項(xiàng)： a、測(cè)量精度和溫度測(cè)量范圍的選擇 使用溫度在13001800，要求精度又比較高時(shí)，一般選用b型熱電偶；要求精度不高，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶，高于1800一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在10001300要求精度又比較高可用s型熱電偶和n型熱電偶；在1000以下一般用k型熱電偶和n型熱電偶，低于400一般用e型熱電偶；250下以及負(fù)溫測(cè)量一般用t型電偶，在低溫時(shí)t型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。b、耐久性及熱響應(yīng)性的選擇線徑大的熱電偶耐久性好，但響應(yīng)較慢一些，對(duì)于熱容量大的熱電偶，響應(yīng)就慢，測(cè)量梯度大的溫度時(shí)，在溫度控制的情況下，控溫就差。要求響應(yīng)時(shí)間快又要求有一定的耐久性，選擇鎧裝偶比

22、較合適。c、測(cè)量對(duì)象的性質(zhì)和狀態(tài)對(duì)熱電偶的選擇運(yùn)動(dòng)物體、振動(dòng)物體、高壓容器的測(cè)溫要求機(jī)械強(qiáng)度高，有化學(xué)污染的氣氛要求有保護(hù)管，有電氣干擾的情況下要求絕緣比較高。在大多數(shù)情況下，對(duì)溫度傳感器的選用，需考慮以下幾個(gè)方面的問題：（1） 被測(cè)對(duì)象的溫度是否需記錄、報(bào)警和自動(dòng)控制，是否需要遠(yuǎn)距離測(cè)量和傳送。（2） 測(cè)溫范圍的大小和精度要求。（3） 測(cè)溫元件大小是否適當(dāng)。（4） 在被測(cè)對(duì)象溫度隨時(shí)間變化的場(chǎng)合，測(cè)溫元件的滯后能否適應(yīng)測(cè)溫要求。（5） 被測(cè)對(duì)象的環(huán)境條件對(duì)測(cè)溫元件是否有損害。（6） 價(jià)格如保，使用是否方便。3.3.2程序流程圖的設(shè)計(jì)與制作1）整體系統(tǒng)處理流程控制信號(hào)打開/關(guān)閉溫度傳，如圖3.

23、3 系統(tǒng)資源及其功能打開/關(guān)閉紅外傳感器打開/關(guān)閉蜂鳴器設(shè)備注冊(cè)攝像頭驅(qū)動(dòng)程序判斷是否有人闖入判斷是否有火災(zāi)發(fā)生打開/關(guān)閉溫度傳感器ie瀏覽器fs2410開發(fā)板返回當(dāng)前狀態(tài) 圖3.3 系統(tǒng)處理流程圖2） 溫控模塊程序流程，如圖3.4圖3.4 主程序流程圖 圖3.5 串行通信中斷流程圖3.3.3溫控設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)1）程序描述，如表3.1溫控設(shè)備驅(qū)動(dòng)輸入數(shù)據(jù)：一個(gè)模擬電壓信號(hào)量輸出數(shù)據(jù)：得到一個(gè)數(shù)字信號(hào)量硬件描述：ad轉(zhuǎn)換器是模擬信號(hào)源和cpu之間聯(lián)系的接口，它的任務(wù)是將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)使用。fs2410開發(fā)板用的ad轉(zhuǎn)換器是arm s3c2410自帶的一個(gè)一路

24、10位的ad轉(zhuǎn)換器。并且支持觸摸屏功能。最大轉(zhuǎn)化率是500k，ad轉(zhuǎn)換器頻率的計(jì)算公式為：系統(tǒng)時(shí)鐘/（比例值+1）。本電路的特點(diǎn)是通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)改變模擬電壓量。 軟件是通過read,write來(lái)進(jìn)行對(duì)ad的讀和寫的操作。：圖3.6 原理圖涉及的datasheet: (s3c2440芯片手冊(cè))2）程序流程，如表3.2request_irq(irq_adc,adcdone_int_handler,sa_interrupt, device_name, null);（中斷注冊(cè)）register_chrdev_region(dev,1,adc) 成功？alloc_chrdev_region(

25、&dev,0,1, adc)（動(dòng)態(tài)）ny注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序結(jié)束填充adc_remap_ops結(jié)構(gòu)體的各個(gè)域。open,release,read,write初始化cdev,并添加到內(nèi)核之中adc_setup_cdev(&adcdevs,0,&adc_remap_ops);（備注：首先把關(guān)于觸摸屏支持的選項(xiàng)從內(nèi)核去除，否則觸摸屏始終占用這個(gè)ad的中斷號(hào)）3）驅(qū)動(dòng)詳細(xì)代碼設(shè)計(jì)：a、驅(qū)動(dòng)程序關(guān)鍵結(jié)構(gòu)體：typedef struct struct semaphore lock; /聲明一個(gè)信號(hào)量wait_queue_head_t wait; /聲明一個(gè)等待隊(duì)列頭 int channel;/選擇哪一路ad轉(zhuǎn)換器

26、 int prescale;/預(yù)分頻值 adc_dev;static adc_dev adcdev;b、驅(qū)動(dòng)程序關(guān)鍵函數(shù)：設(shè)置ad為正常模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：writel(0,s3c2410_adctsc);注冊(cè)ad轉(zhuǎn)換中斷例程函數(shù)：wake_up(&adcdev.wait);/喚醒等待隊(duì)列 return irq_handled ;寫數(shù)據(jù)到ad：copy_from_user(&data, buffer, count);/從用戶空間拷貝數(shù)據(jù)到內(nèi)核空間adcdev.channel=adc_write_getch(data);/得到哪一路ad轉(zhuǎn)換器 adcdev.prescale=adc_write_get

27、pre(data);/得到預(yù)分頻值讀取轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)：if (down_interruptible(&adcdev.lock)/獲得信號(hào)量return -erestartsys; writel(readl(s3c2410_adccon)&(1),s3c2410_adccon);/對(duì)ad控制寄存器進(jìn)行操作writel(114)|(2556)|(10)|(10)|adc_input(adcdev.channel),s3c2410_adccon);/啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換interruptible_sleep_on(&adcdev.wait);/睡眠等待隊(duì)列ret = readl(s3c2410_adcdat0)

28、;ret &= 0x3ff;/讀數(shù)據(jù)copy_to_user(buffer, (char *)&ret, sizeof(ret);/拷貝內(nèi)核數(shù)據(jù)到用戶空間up(&adcdev.lock);/釋放信號(hào)量c、上層測(cè)試程序：打開設(shè)備：if(adc_fd=open(adc_dev,o_rdwr)0結(jié)束給出錯(cuò)誤信息給出成功讀取的數(shù)值從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)read()y向設(shè)備寫數(shù)據(jù)write(),數(shù)據(jù)是選擇哪路通道和預(yù)分頻值3）應(yīng)用程序詳細(xì)代碼設(shè)計(jì)int main()char buffer30;int len;int value;int i,n;printf(content type: text/htmlnn);

29、if(getenv(content-length) n=atoi(getenv(content-length); for(i=0;in;i+) putchar(getchar(); putchar(n); fflush(stdout); fprintf(stderr, press ctrl-c to stopn);int fd = open(/dev/adc, 0);if (fd 0)bufferlen = 0;sscanf(buffer, %d, &value);/格式化輸入printf(the adc_value is: %dn, value);if(atoi(buffer)=80)pri

30、ntf(the temperature is too high!);close(fd);return 0;elseperror(read adc device:);return 1;usleep(500* 1000);close(fd);3.3.5 boa服務(wù)器搭建和本模塊cgi程序編寫系統(tǒng)可以采用boa+cgi的程序設(shè)計(jì)方式進(jìn)行編程，www和cgi的工作原h(huán)ttp協(xié)議是www的基礎(chǔ)，它基于客戶/服務(wù)器模型，一個(gè)服務(wù)器可以為分布在網(wǎng)絡(luò)中處的客戶提供服務(wù)；它是建立在tcp/ip協(xié)議之上的“無(wú)連接”協(xié)議，每次連接只處理一個(gè)請(qǐng)求。在服務(wù)器上，運(yùn)行產(chǎn)著一個(gè)守護(hù)進(jìn)程對(duì)端口進(jìn)行監(jiān)聽，等待來(lái)自客戶的請(qǐng)求。當(dāng)

31、一個(gè)請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，將創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程為用戶的連接服務(wù)。根據(jù)請(qǐng)求的不同，服務(wù)器返回html文件或者通過cgi調(diào)用外部應(yīng)用程序，返回處理結(jié)果。服務(wù)器通過cgi與外部程序和腳本之間進(jìn)行交互，根據(jù)客戶端在進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)所采取的方法，服務(wù)器會(huì)收集客戶所提供的信息，并將該部分信息發(fā)送給指定的cgi擴(kuò)展程序。cgi擴(kuò)展程序進(jìn)行信息處理并將結(jié)果返回服務(wù)器，然后服務(wù)器對(duì)信息進(jìn)行分析，并將結(jié)果發(fā)送回客戶端。1) boa服務(wù)器：a、功能結(jié)構(gòu)，如圖3.7圖3.7功能結(jié)構(gòu)圖b、boa服務(wù)器搭建，如表3.5功能描述：在嵌入式系統(tǒng)中移植boa服務(wù)器，提供web頁(yè)服務(wù)處理說(shuō)明： 1、從下載boa源碼，解壓并進(jìn)入

32、源碼目錄的src子目錄進(jìn)行編譯2、交叉編譯boa3、配置boa：修改boa.conf文件4、設(shè)計(jì)測(cè)試代碼test.cgi，進(jìn)行測(cè)試2） cgi程序設(shè)計(jì)：定義：cgi-common gate intergace，是http服務(wù)器與你的或其它機(jī)器上的程序進(jìn)行“交談”的一種工具，其程序須運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。a、功能結(jié)構(gòu)，如圖3.8 圖3.8 功能結(jié)構(gòu)圖b、程序設(shè)計(jì)，如表3.6溫控模塊cgi編碼功能描述：執(zhí)行網(wǎng)頁(yè)按鈕相應(yīng)功能輸入：頁(yè)面上用戶點(diǎn)擊按鈕輸出：根據(jù)按鈕不同發(fā)送不同信息到郵箱設(shè)計(jì)說(shuō)明：1、系統(tǒng)中將cgi兩個(gè)代碼作為兩個(gè)進(jìn)程，與主進(jìn)程并行執(zhí)行，有頁(yè)面按鈕激發(fā)執(zhí)行2、cgi進(jìn)程與主進(jìn)程之間通過sy

33、stem v message queues進(jìn)行通信3、進(jìn)程接收到返回郵件后自動(dòng)結(jié)束執(zhí)行，由下一次按鈕動(dòng)作激發(fā)重新執(zhí)行4. 功能測(cè)試與分析1）功能概述：a、當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，也就是當(dāng)溫度達(dá)到一定的界限后，開啟警報(bào)，打開滅火設(shè)備，同時(shí)向房主發(fā)送一條短信息告知有火災(zāi)情況，請(qǐng)及時(shí)處理并采集現(xiàn)場(chǎng)圖片。用戶可以通過界面于系統(tǒng)進(jìn)行交互。當(dāng)有不法入侵的時(shí)候，也就是紅外探測(cè)器探測(cè)到有人闖入時(shí)，開啟警報(bào)并發(fā)送短信息給用戶，并采集入侵者的照片，同樣用戶可以通過網(wǎng)頁(yè)與系統(tǒng)進(jìn)行交互。b、如果采集圖片，只需要按采集圖片這個(gè)按鈕，那么網(wǎng)頁(yè)刷新，就可以看到新的圖片了。c、如果有異常發(fā)生，蜂鳴器響起，這個(gè)時(shí)候可以通過頁(yè)面關(guān)閉

34、和開啟。d、也可以通過頁(yè)面重新啟動(dòng)系統(tǒng)。2）功能測(cè)試：插上 u sb 攝 像頭 和 g pr s，在 g pr s 中插上手機(jī)卡，g p r s 連接到開發(fā)板的串口線上，連接網(wǎng)線，啟動(dòng)開發(fā)板。在任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的pc機(jī)上打開瀏覽器，輸入，點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的實(shí)時(shí)監(jiān)控按鈕，瀏覽器窗口出現(xiàn)監(jiān)控機(jī)端傳輸過來(lái)的實(shí)時(shí)畫面。點(diǎn)擊拍照按鈕，默認(rèn)每隔1s進(jìn)行拍照。也可以在網(wǎng)頁(yè)設(shè)置間隔拍照的時(shí)間。按開發(fā)板的鍵盤任意一個(gè)鍵，此時(shí)蜂鳴器報(bào)警，用戶收到報(bào)警短信，短信內(nèi)容為“有小偷”。點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的關(guān)閉報(bào)警按鈕，蜂鳴器停止報(bào)警。當(dāng)點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的關(guān)閉紅外感應(yīng)按鈕后，再按下開發(fā)板鍵盤的任意一個(gè)鍵，監(jiān)控系統(tǒng)不進(jìn)行任何操

35、作。當(dāng)旋轉(zhuǎn)開發(fā)板上電位器時(shí)（調(diào)整a/d的輸入電壓），輸入電壓模擬的是溫度值，當(dāng)輸入的溫度值達(dá)到設(shè)置的臨界值60度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，監(jiān)控系統(tǒng)通過gprs模塊發(fā)送短信，短信內(nèi)容為“火災(zāi)”。當(dāng)點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的按鈕關(guān)閉報(bào)警時(shí)，蜂鳴器停止報(bào)警。當(dāng)點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的關(guān)溫度感應(yīng)按鈕時(shí)，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)讀取到的溫度值達(dá)到設(shè)置的臨界值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)不進(jìn)行任何操作。5. 結(jié)語(yǔ)本系統(tǒng)在硬件和軟件上的可行性分析都表明此系統(tǒng)可以滿足安防監(jiān)控市場(chǎng)的需求，并做到便捷與快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，保證了用戶的財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)用戶接口采用通用瀏覽器，不限制特定的硬件設(shè)備和軟件，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控。在溫度傳感熱電偶選型時(shí)要注意，務(wù)必實(shí)現(xiàn)測(cè)量

36、精度的高度保證，這是溫控模塊的重中之重，需要對(duì)甚至一攝氏度的溫度變化都有所感應(yīng)，同時(shí)引起報(bào)警子系統(tǒng)的反應(yīng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。致謝通過很長(zhǎng)時(shí)間的不懈努力，最終完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，雖然中間遇到了很多困難和問題，但在老師和同學(xué)們的討論和幫助下一一被克服，大學(xué)四年的美好生活也將在付出和收獲中不知不覺結(jié)束。在這里我要感謝老師和同學(xué)對(duì)我學(xué)習(xí)和生活上的幫助，感謝大學(xué)四年對(duì)我的磨礪與塑造，感謝山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院信息學(xué)院，感謝大家有緣能在生命最重要的四年，出現(xiàn)在彼此的生活中。在這里度過的每分每秒，成為了我無(wú)法割舍的記憶。衷心的感謝我的指導(dǎo)老師：張永奎老師、康華老師、劉忠寶老師。此次論文的設(shè)計(jì)和研究工作都是在他們的悉心

37、指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、文獻(xiàn)的采集，到框架的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的布局乃至最終的論文定稿，三位導(dǎo)師都本著自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度進(jìn)行了細(xì)致的指導(dǎo)。在此，謹(jǐn)向三位導(dǎo)師致以最衷心的感謝。感謝在大學(xué)四年期間的老師們、同學(xué)們、朋友們，感謝你們?cè)?jīng)幫助過我、支持過我，鼓勵(lì)過我，我從你們身上也學(xué)到了很多，你們是我人生路上值得珍惜的寶藏；同時(shí)還要感謝我的父母對(duì)我的支持，讓我在無(wú)論何時(shí)都有信心，都有動(dòng)力，你們的鼓勵(lì)和教誨支持我一步步前進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 朱文凱， 何嶺松， 丁漢等. 基于internet的嵌入式web傳感器j. 傳感器技術(shù)，2002， 8:1-42 朱文凱， 陶波， 何嶺松. 基于internet的測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化儀器j. 中國(guó)計(jì)量， 2004，7:53-54.3孫秋野arm嵌入式系統(tǒng)開發(fā)典型模塊m北京：人民郵電出版社20074陳渝源碼開放的嵌入式系統(tǒng)軟件分析與實(shí)踐m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20055 梁柏華，杜旭 燦，楊 瓊濤等.電話 語(yǔ) 言智 能 自動(dòng)報(bào) 警 系統(tǒng)j武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006,29(2)：1481506 秦芳麗，胡榮強(qiáng)基于gprs的m m s收發(fā)在遠(yuǎn)程監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用j儀表技術(shù)， 2009(8)：1251267 曹軍義，劉曙光.基于internet的遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)j2001，6：1721.8 david sceppd. ado program tec