基于嵌入式Linux的機房遠程監測系統研究

2. 2. 4 遠程監控端系統配置

遠程網(wǎng)絡(luò )上的監控端為通用的PC 機和IE 瀏覽器，B /S 模式架構為人機交互提供了友好的交互平臺，用戶(hù)通過(guò)Internet 進(jìn)行遠程監控。

2. 3 系統軟件平臺

系統采用源碼開(kāi)放、安全性及可靠性好、具有廣泛硬件和網(wǎng)絡(luò )支持及完整開(kāi)發(fā)工具的Linux 系統作為嵌入式系統平臺。

嵌入式系統的開(kāi)發(fā)通常采用宿主機－ 目標機的交叉編譯調試方式。系統構建主要包括： 交叉編譯器的選擇和安裝； NFS 網(wǎng)絡(luò )文件系統的配置； 內核、Bootloader 和文件系統的編譯和移植等。內核采用Linux －2. 6. 30. 4 版本； 系統引導加載程序采用U － boot － 1. 1. 6; 文件系統采用可靠性和可移植性好的YAFFS 文件系統。

3 驅動(dòng)程序設計開(kāi)發(fā)

在搭建好嵌入式Linux 系統平臺基礎上，進(jìn)行機房遠程監測系統數據采集相關(guān)開(kāi)工作。主要包括溫度數據采集和圖像采集驅動(dòng)程序的設計和采集程序的設計與實(shí)現。設備驅動(dòng)程序是操作系統內核與機器硬件之間的接口，它為應用程序屏蔽了硬件的細節。

3. 1 DS18B20 驅動(dòng)程序設計

DS18B20 通過(guò)溫度對振蕩器的頻率影響來(lái)測量溫度，而傳感器對溫度的采集則由ARM 控制DS18B20完成。由于DS18B20 采用單總線(xiàn)數據傳輸方式，所以ARM 芯片對DS18B20 的每步操作都要保證特定的讀寫(xiě)時(shí)序，按照單總線(xiàn)的操作協(xié)議來(lái)進(jìn)行。

首先初始化總線(xiàn)，跳過(guò)Rom（ 總線(xiàn)上只有一個(gè)DS18B20） ，啟動(dòng)DS18B20 進(jìn)行溫度轉換，復位，繼續跳過(guò)Rom，發(fā)讀溫度指令，讀取溫度數據，最后進(jìn)行溫度的進(jìn)一步處理及轉換。溫度采集驅動(dòng)中用到的主要函數：

（ 1） 初始化函數unsigned char DS18B20 Init （ void） ，此函數復位DS18B20 數據線(xiàn)，檢測溫度傳感器DS18B20 的存在，主CPU 發(fā)送500 微秒的低電平信號后釋放，檢測到總線(xiàn)上脈沖的上升沿后，DS18B20 等待50 微秒，發(fā)出200 微秒低脈沖，CPU 收到此信號表示復位成功。

（ 2） void DS18B20 WriteOneByte（ unsigned char data） 或數據到溫度芯片DS18B20，即發(fā)送一個(gè)字節。

（ 3） unsigned char DS18B20 ReadOneByte（ void） ，從溫度芯片DS18B20 讀配置或數據，即讀一個(gè)字節。

（ 4） unsigned int DS18B20 ReadTemperature（ void） 讀溫度函數。如果電路中只有一個(gè)DS18B20，則不需要多個(gè)器件的ID 識別，直接進(jìn)行溫度轉換，DS18B20 溫度轉換需要時(shí)問(wèn)，所以此處需要延時(shí)一定時(shí)間。

其基本處理流程如圖2 所示。

驅動(dòng)程序與硬件設備的接口由file_operation 結構定義，其結構如下：

static struct file_operations s3c2440_18b20_fops = {

. owner = THIS_MODULE，

. open = s3c2440_18b20_open，

. read = s3c2440_18b20_read，

. write = s3c2440_18b20_write，

. release = s3c2440_18b20_release，

} ;

struct file_operations 這個(gè)結構的每一個(gè)成員都對應一個(gè)_系統調用，用戶(hù)進(jìn)程利用系統調用對設備文件進(jìn)行操作，系統調用通過(guò)設備文件的主設備號找到相應的設備驅動(dòng)程序，讀取這個(gè)數據結構里面相應的函數指針，把控制權交給該函數。