博創(chuàng)嵌入式培訓(xùn)PPT——嵌入式Linux綜合項目實例(模板)

1、第第10章章嵌入式Linux綜合項目實例 第十章第十章 嵌入式嵌入式LinuxLinux綜合項目實例綜合項目實例 嵌入式Linux在實際中的應(yīng)用非常廣泛，本書前面各章介紹了嵌入式各個模塊、各個軟硬件的原理和實驗，本章將向讀者介紹一些基于嵌入式Linux的實際項目。讀者通過閱讀前面內(nèi)容，已經(jīng)有了嵌入式的概念，初步了解了如何開發(fā)簡單的嵌入式程序，理解了嵌入式編程的一般流程以及軟硬件環(huán)境的使用。在此基礎(chǔ)上，我們將綜合利用各個模塊、軟硬件環(huán)境開發(fā)具體的實際項目。主要內(nèi)容主要內(nèi)容 第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 第二節(jié) 硬件設(shè)計基礎(chǔ)知識硬件設(shè)計基礎(chǔ)知識 第三節(jié) 硬件設(shè)計

2、中應(yīng)注意的一些問題硬件設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題 一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖 二、功能簡介二、功能簡介 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu) 四、功能解析圖四、功能解析圖五、基本設(shè)計概念五、基本設(shè)計概念六、效果圖六、效果圖第一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，ARM2410S嵌入式開發(fā)板作為電梯服務(wù)端，PC機為客戶端。客戶端在Linux下開發(fā)，客戶端和服務(wù)端之間通過Socket通信 第一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)

3、控系統(tǒng) 二、功能簡介二、功能簡介 視頻圖像采集結(jié)構(gòu)：根據(jù)Video4Linux標準視頻接口進行編程時所采用的結(jié)構(gòu)體，包括視頻采集部分的4個關(guān)鍵結(jié)構(gòu)體video_capability、video_picture、video_mbuf、video_mmap。鍵盤驅(qū)動file_operations數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：縮減基本鍵盤驅(qū)動功能建立的鍵盤驅(qū)動結(jié)構(gòu)體，如open()、close()、read()等等。電梯運行結(jié)構(gòu)：模擬電梯的基本結(jié)構(gòu)，主要包括當前電梯的狀態(tài)、上下樓狀態(tài)、目標樓層數(shù)組和當前電梯所在的樓層。一旦模擬電梯開發(fā)運行就會不斷更新該結(jié)構(gòu)體內(nèi)數(shù)據(jù)。Socket網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)：選用的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、客戶機I

4、P、客戶機進程端口號、服務(wù)器端IP和服務(wù)器端進程端口號。緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)：圖像緩沖區(qū)為JPEG文件，電梯緩沖區(qū)為電梯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，Socket網(wǎng)絡(luò)傳輸緩沖區(qū)是長度為1000個字節(jié)的字符數(shù)組。QT界面顯示結(jié)構(gòu)：在監(jiān)控中心接收服務(wù)器端傳送過來的圖像和電梯數(shù)據(jù)信息后利用QT界面進行顯示.。QT界面上分成兩個區(qū)，左半?yún)^(qū)采用Qframe控件用于視頻圖像的顯示，右半?yún)^(qū)采用Qpushbutton按鈕用于顯示電梯數(shù)據(jù)。第一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 四、功能解析圖四、功能解析圖 第

5、一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 五、基本設(shè)計概念五、基本設(shè)計概念（1）服務(wù)器端視頻采集模塊：采用WEBEYE V2000攝像頭，編譯并加載OV511驅(qū)動程序；利用Video4Linux標準視頻處理接口進行視頻圖像的采集；交叉編譯JPEG庫并移植至開發(fā)板，從而實現(xiàn)對視頻圖像數(shù)據(jù)的JPEG壓縮，以減小網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)。小鍵盤電梯模擬模塊：17鍵小鍵盤區(qū)模擬電梯的按鈕區(qū)，鍵盤19數(shù)字鍵分別對應(yīng)電梯的9個樓層，適當修改鍵盤驅(qū)動，使其能夠隨時讀取鍵值；同時選擇同方向優(yōu)先的電梯算法實現(xiàn)電梯的運行。Socket網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊：采用Linux下的Socket編程方法，利用TCP

6、協(xié)議建立現(xiàn)場和監(jiān)控中心的連接并發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)。（2）客戶端Socket網(wǎng)絡(luò)接收模塊：采用Linux下的Socket編程方法，利用TCP協(xié)議建立現(xiàn)場和監(jiān)控中心的連接并接收相關(guān)數(shù)據(jù)。1.客戶端顯示模塊：將服務(wù)器端采集的視頻圖像和電梯運行狀態(tài)直觀地顯示在客戶端主機上。第一節(jié)第一節(jié) 基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng) 六、效果圖六、效果圖一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖 二、功能簡介二、功能簡介 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu) 四、基本設(shè)計概念四、基本設(shè)計概念五、效果圖五、效果圖第二節(jié)第二節(jié) 基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng)基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜

7、系統(tǒng)基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng) 一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖 本系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，以上述模型為原型，實現(xiàn)了簡單的基于藍牙技術(shù)的點菜系統(tǒng)。將嵌入式開發(fā)板ARM2410S作為無線點菜器，即客戶端；PC機作為后臺管理端，即服務(wù)器端，服務(wù)器端在Linux下開發(fā)?？蛻舳撕头?wù)器端之間通過藍牙進行無線通信 服務(wù)器端有數(shù)據(jù)庫，用于存儲菜單信息和消費信息。為了方便，在客戶端也創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫，其中存儲了菜單信息和房間信息，因此客戶端不能很好地動態(tài)共享菜單信息和房間使用信息，所以本系統(tǒng)只適合點對點方式。第二節(jié)第二節(jié) 基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng)基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng) 二、功能簡介二、功能簡介 第二節(jié)第

8、二節(jié) 基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng)基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng) 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu) 客戶端客戶端1）開臺點菜模塊通過Qt圖形界面，客戶可以選擇房間即開臺，進入房間并將該房間置為使用狀態(tài)后便可以點菜，然后進入該類菜的詳細菜單的選擇。客戶點完所要的菜后，便可提交，通過藍牙傳輸模塊將所點的菜傳到服務(wù)器端。2）藍牙傳輸模塊客戶端的藍牙數(shù)據(jù)傳輸主要包括點菜信息的發(fā)送和結(jié)賬房間信息的接收服務(wù)端服務(wù)端1）菜單管理模塊通過Qt圖形界面的相關(guān)操作與數(shù)據(jù)庫中菜單信息表的交互，服務(wù)器端可以對菜單進行管理（即增加、刪除和修改菜單信息）。2）消費結(jié)賬模塊通過Qt圖形界面的相關(guān)操作與數(shù)據(jù)庫中消費信息表的交互，服務(wù)器

9、端可以實現(xiàn)消費結(jié)賬功能，即選擇某個房間查詢并顯示此房間所點菜的信息。3）藍牙傳輸模塊服務(wù)器端的藍牙數(shù)據(jù)傳輸主要包括點菜信息的接收和結(jié)賬房間信息的發(fā)送。第二節(jié)第二節(jié) 基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng)基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng) 四、基本設(shè)計概念四、基本設(shè)計概念第二節(jié)第二節(jié) 基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng)基于藍牙技術(shù)的嵌入式點菜系統(tǒng) 五、效果圖五、效果圖一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖 二、功能簡介二、功能簡介 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu) 四、基本設(shè)計概念四、基本設(shè)計概念五、效果圖五、效果圖第三節(jié)第三節(jié) 基于基于Web Service的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng) 第三節(jié)第三節(jié) 基于基于Web Se

10、rvice的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng) 一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)端現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)端現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)端包括直流電機服務(wù)端和視頻采集服務(wù)端兩部分。直流電機服務(wù)端接收監(jiān)控中心的控制數(shù)據(jù)，控制直流電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。同時，采集直流電機的相關(guān)信息，當監(jiān)控中心請求這些數(shù)據(jù)時將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。視頻采集服務(wù)端接收監(jiān)控中心的視頻采集圖像屬性參數(shù)，設(shè)置攝像頭圖像采集參數(shù)，調(diào)節(jié)圖像畫面效果，并將視頻采集圖屬性參數(shù)發(fā)送到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心監(jiān)控中心監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的中心部件，對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行處理、存儲，完成數(shù)據(jù)的路由和分發(fā)并監(jiān)視系統(tǒng)中各個設(shè)備的狀態(tài)，為進行故障診斷與維護作準備。監(jiān)控中心發(fā)送

11、直流電機控制數(shù)據(jù)到直流電機服務(wù)端來控制直流電機的運行；獲取現(xiàn)場設(shè)備信息，實時監(jiān)視油井運行情況；接收視頻采集服務(wù)端傳過來的視頻數(shù)據(jù)并顯示，獲取視頻圖像屬性參數(shù)，并可以隨時調(diào)節(jié)視頻采集圖像屬性；接收移動終端的直流電機控制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)至直流電機服務(wù)器端來控制直流電機，并將現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)參數(shù)發(fā)送到移動終端。移動控制終端移動控制終端移動控制終端只對直流電機進行監(jiān)控，從監(jiān)控中心獲取現(xiàn)場設(shè)備信息并進行顯示。操作人員根據(jù)這些信息，調(diào)節(jié)直流電機控制數(shù)據(jù)，發(fā)送至監(jiān)控中心控制、調(diào)節(jié)直流電機的運行狀態(tài)。第三節(jié)第三節(jié) 基于基于Web Service的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng) 二、功能簡介二、功能簡介第三節(jié)第三節(jié)

12、基于基于Web Service的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng) 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 基于基于Web Service的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng) 四、基本設(shè)計概念四、基本設(shè)計概念第三節(jié)第三節(jié) 基于基于Web Service的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字油田監(jiān)控系統(tǒng) 五、效果圖五、效果圖一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖 二、功能簡介二、功能簡介 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu) 四、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計四、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計五、效果圖五、效果圖第四節(jié)第四節(jié) 基于嵌入式與基于嵌入式與Web Service的智能家居系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 基于嵌入式與基于嵌入式與Web Service

13、的智能家居系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng) 一、系統(tǒng)功能框圖一、系統(tǒng)功能框圖 本系統(tǒng)實現(xiàn)了多種服務(wù)訪問方式，客戶端Pocket PC通過Web Service調(diào)用Web服務(wù)端上提供的各項服務(wù)，實現(xiàn)遠程家居系統(tǒng)的監(jiān)控。同時，在服務(wù)端建立了站點，可以通過網(wǎng)頁方式方便地進行本地或遠程的查詢與控制操作。所以，本系統(tǒng)使用靈活，既可以用智能設(shè)備PDA，也可以通過網(wǎng)頁來進行操作。 本系統(tǒng)可以基于SQL Server數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)家庭信息（如財政信息、物資信息、事物信息、菜譜信息、健康信息等）的管理和使用本系統(tǒng)的用戶信息（注冊用戶）、正在使用的用戶信息（在線用戶）等的管理以及基于嵌入式平臺的家庭設(shè)備（如大門、電飯鍋、空調(diào)、濕度

14、機、機器管家、視頻監(jiān)控等）的管理。 所有家居系統(tǒng)的監(jiān)控功能都是以Web服務(wù)的方式在服務(wù)端實現(xiàn)的，客戶端通過遠程調(diào)用服務(wù)端提供的Web服務(wù)方法實現(xiàn)本系統(tǒng)的管理。服務(wù)端的SQL Server數(shù)據(jù)庫中存儲了各種家庭信息，通過數(shù)據(jù)庫操作來響應(yīng)遠程客戶查詢與更新家庭信息的服務(wù)請求，通過與嵌入式開發(fā)板交互來響應(yīng)遠程客戶監(jiān)控家庭設(shè)備的服務(wù)請求。第四節(jié)第四節(jié) 基于嵌入式與基于嵌入式與Web Service的智能家居系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng) 二、功能簡介二、功能簡介第四節(jié)第四節(jié) 基于嵌入式與基于嵌入式與Web Service的智能家居系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng) 三、體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 基于嵌入式與基于嵌入式與W

15、eb Service的智能家居系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng) 四、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計四、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計第四節(jié)第四節(jié) 基于嵌入式與基于嵌入式與Web Service的智能家居系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng) 五、效果圖五、效果圖一、功能簡介一、功能簡介 二、音視頻數(shù)據(jù)在雙處理器間的傳輸模塊設(shè)計二、音視頻數(shù)據(jù)在雙處理器間的傳輸模塊設(shè)計 三、音頻處理方案設(shè)計三、音頻處理方案設(shè)計 四、視頻處理方案設(shè)計四、視頻處理方案設(shè)計 第五節(jié)第五節(jié) 基于基于OMAP的音頻與視頻處理的音頻與視頻處理 本節(jié)設(shè)計的方案是基于OMAP5910開發(fā)平臺的，我們可以將OMAP5910中的DSP和ARM描述為兩個“終端”，本節(jié)設(shè)計的總體方案為：在ARM LI

16、NUX開發(fā)環(huán)境下開發(fā)ARM端的應(yīng)用程序，在TI提供的CCS開發(fā)環(huán)境下完成DSP端的程序。兩個程序在運行時，ARM端作為音視頻數(shù)據(jù)的輸入端，傳到DSP端進行處理，然后再把處理后的結(jié)果返回到ARM端，并進行顯示或播放等處理。當然，ARM端還有一些控制功能。這樣就充分利用了OMAP5910的雙核結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了音視頻數(shù)據(jù)的高效處理，提高了多媒體應(yīng)用的性能。OMAP5910中的ARM核和DSP核之間的通信通過DSP Gateway機制實現(xiàn)。DSP Gateway能夠支持OMAP5910構(gòu)架的OMAP處理器，它主要包含兩部分：一是ARM端的Linux驅(qū)動程序，二是DSP端的基于DSP BIOS的一個實時內(nèi)核

17、及它上面的API。它使得開發(fā)DSP端的程序變得很簡單，只需熟悉了DSP Gateway的API函數(shù)就能方便地在DSP上實現(xiàn)多任務(wù)管理 第五節(jié)第五節(jié) 基于基于OMAP的音頻與視頻處理的音頻與視頻處理 一、功能簡介一、功能簡介在DSP端設(shè)計并實現(xiàn)音視頻處理程序，利用ARM核來控制音視頻數(shù)據(jù)流的輸入輸出?？紤]到數(shù)據(jù)量比較大，這里采用DSP端的被動塊接收和被動塊發(fā)送方式傳遞數(shù)據(jù) 第五節(jié)第五節(jié) 基于基于OMAP的音頻與視頻處理的音頻與視頻處理 二、音視頻數(shù)據(jù)在雙處理器間的傳輸模塊設(shè)計二、音視頻數(shù)據(jù)在雙處理器間的傳輸模塊設(shè)計音頻部分的處理主要是利用MPEG中的MP3編碼標準，在DSP端實現(xiàn)對音頻數(shù)據(jù)流的壓

18、縮處理，在ARM端實現(xiàn)對設(shè)備的控制以及對數(shù)據(jù)的輸入輸出控制。通過下載移植MP3編解碼程序，并修改相應(yīng)的Makefile文件，將MP3編解碼程序移植到開發(fā)板上，使得MP3編 解 碼 程 序 能 夠 在OMAP5910開發(fā)板上運行 。 然 后 利 用 D S P Gateway通信技術(shù)，完成ARM和DSP在處理前與處理后的數(shù)據(jù)交互。 第五節(jié)第五節(jié) 基于基于OMAP的音頻與視頻處理的音頻與視頻處理 三、音頻處理方案設(shè)計三、音頻處理方案設(shè)計1ARM端端ARM端是基于ARM9核的TI925T處理器，是這個多媒體應(yīng)用平臺的核心。它的任務(wù)為：打開設(shè)備文件；讀取視頻文件中的視頻數(shù)據(jù)并根據(jù)DSP端的接收能力將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP端；發(fā)送控制信息到DSP端，視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過DSP端的處理后，接收處理后的結(jié)果并輸出 2DSP端端DSP核的優(yōu)點就是能高效處理大量數(shù)據(jù)，所以視頻數(shù)據(jù)的壓縮處理放在DSP端執(zhí)行。根據(jù)MPEG-2編碼原理，主要有以下幾個功能模塊：離散余弦變換（DCT）量化和逆量化模塊之型掃描運動估計模塊運動補償預(yù)測模塊1.變長編碼模塊第五節(jié)第五節(jié) 基于基于OMAP的音頻與視頻處理的音頻與視頻處理 四、視頻處理方案設(shè)計四、視頻處理方案設(shè)計n本章以項目實例的形式，講述了嵌入式linux系統(tǒng)開發(fā)，主要包括基于嵌入式平臺的電梯監(jiān)控系統(tǒng)、基于藍牙的無線點菜系統(tǒng)、基于Web S