本文關(guān)鍵詞：基于S3C2440與GPRS的嵌入式環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速增長,工業(yè)化程度的提高,煤和石油等礦產(chǎn)資源的大量消耗,向空氣中排放了大量的污染物;人民生活水平提高的同時,汽車工業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展,車輛的尾氣也成為重要的空氣污染源之一。近幾年我國大范圍內(nèi)持續(xù)爆發(fā)霧霾天氣,霧霾中含有硫化物,氮化物及各種有毒顆粒,當(dāng)這些被人體吸入后,可導(dǎo)致各種呼吸系統(tǒng)疾病,霧霾已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人類的健康。霧霾是在一定的溫度,濕度及氣壓等氣象條件下與空氣中顆粒物相互作用的結(jié)果,因此掌握當(dāng)前的氣象數(shù)據(jù)與當(dāng)前顆粒物的狀況對治霾防霾、空氣質(zhì)量信息發(fā)布和預(yù)測具有重要的指導(dǎo)意義。由于氣象環(huán)境的復(fù)雜性、多變性、局部性,就需要對相關(guān)的氣象數(shù)據(jù)進行長時間的、動態(tài)的、區(qū)域化的多點檢測。對于氣象數(shù)據(jù)的檢測,既可以現(xiàn)場直接測定,也可以遠(yuǎn)程測定;現(xiàn)場直接測定浪費人力物力,效率較低;遠(yuǎn)程檢測省時省力,便捷高效。本文針對以上應(yīng)用,將嵌入式技術(shù)與無線通信技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計了客戶機(client)/服務(wù)器(server)架構(gòu)下的嵌入式環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)�？蛻舳艘許3C2440處理器為核心,移植了Linux操作系統(tǒng),外圍配以SHT20溫、濕度傳感器,BMP180氣壓計,PMS3003粉塵傳感器及GPS定位模塊,終端將所采集的環(huán)境溫濕度、氣壓、粉塵含量及GPS定位信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器;同時為了直觀的感受檢測點的環(huán)境圖像信息,使用USB Camera對環(huán)境圖像進行采集并上傳至服務(wù)器;服務(wù)器端是基于TCP協(xié)議的多線程并發(fā)服務(wù)器,它并發(fā)服務(wù)多個客戶,在服務(wù)器端可以實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程觀測。本文詳細(xì)地講述了系統(tǒng)的開發(fā)流程:首先對系統(tǒng)架構(gòu)及各個傳感模塊進行介紹,然后講述了Linux下GPRS模塊PPP協(xié)議棧的配置及pppd守護進程的移植;其次針對傳感器接口,闡述了Linux下I2C總線驅(qū)動的內(nèi)核配置及I2C設(shè)備驅(qū)動的編寫,講解了Linux下字符型設(shè)備的驅(qū)動程序設(shè)計和將自行開發(fā)的驅(qū)動添加到系統(tǒng)內(nèi)核的詳細(xì)步驟,也闡述了Linux下串口的配置及基于V4L2的攝像頭應(yīng)用編程,同時說明了數(shù)據(jù)的TCP傳輸與接收實現(xiàn),包括客戶端/服務(wù)器的socket編程和多線程并發(fā)服務(wù)器的搭建;最后對系統(tǒng)進行功能測試和總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：Linux GPRS 數(shù)據(jù)采集 TCP協(xié)議 并發(fā)服務(wù)器
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 題目的研究背景及意義11-12
• 1.2 無線通信技術(shù)概述12-13
• 1.3 方案的總體設(shè)計13-14
• 1.3.1 ARM處理器與Linux操作系統(tǒng)13
• 1.3.2 系統(tǒng)的總體功能13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.5 論文的整體安排15-16
• 第2章 系統(tǒng)的軟硬件平臺及開發(fā)環(huán)境搭建16-25
• 2.1 系統(tǒng)的硬件組成及框架結(jié)構(gòu)16-20
• 2.1.1 S3C2440處理器16-17
• 2.1.2 SHT20溫濕度傳感器與BMP180氣壓計17-18
• 2.1.3 PMS3003激光粉塵傳感器18-19
• 2.1.4 GPS定位模塊19-20
• 2.1.5 GPRS無線傳輸模塊20
• 2.1.6 圖像傳感模塊20
• 2.2 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3 開發(fā)環(huán)境的搭建21-25
• 2.3.1 虛擬機與Fedora 10的安裝22
• 2.3.2 安裝交叉編譯器22-24
• 2.3.3 SecureCRT與DNW24-25
• 第3章 GPRS無線傳輸模塊的網(wǎng)絡(luò)功能驅(qū)動實現(xiàn)25-29
• 3.1 GPRS模塊的通信鏈路及鏈路單元層次結(jié)構(gòu)25
• 3.2 嵌入式Linux下PPP協(xié)議棧的配置及移植25-29
• 3.2.1 Linux內(nèi)核的PPP協(xié)議棧配置26
• 3.2.2 守護進程pppd的移植26-29
• 第4章 外圍模塊數(shù)據(jù)采集的具體實現(xiàn)29-56
• 4.1 Linux的I2C體系結(jié)構(gòu)29-31
• 4.1.1 I2C總線概述29-30
• 4.1.2 Linux對I2C驅(qū)動的支持30-31
• 4.2 溫濕度及氣壓信息的采集31-39
• 4.2.1 SHT20的驅(qū)動及應(yīng)用編程31-36
• 4.2.2 BMP180的驅(qū)動及應(yīng)用編程36-39
• 4.3 Linux的串口驅(qū)動配置及應(yīng)用編程39-40
• 4.4 嵌入式Linux中GPS定位信息的提取40-43
• 4.5 粉塵含量的檢測43-48
• 4.5.1 Linux下字符型設(shè)備的驅(qū)動架構(gòu)43-44
• 4.5.2 GPIO驅(qū)動實現(xiàn)44-45
• 4.5.3 添加GPIO驅(qū)動到系統(tǒng)內(nèi)核45-46
• 4.5.4 PMS3003應(yīng)用編程46-48
• 4.6 基于V4L2的攝像頭應(yīng)用編程48-53
• 4.6.1 V4L2與UVC簡介48
• 4.6.2 添加系統(tǒng)內(nèi)核對UVC驅(qū)動支持48-49
• 4.6.3 USB攝像頭應(yīng)用編程49-53
• 4.7 終端采集數(shù)據(jù)的LCD顯示實現(xiàn)53-56
• 第5章 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸及TCP并發(fā)服務(wù)器的搭建56-64
• 5.1 TCP/IP協(xié)議與客戶/服務(wù)器模型56-57
• 5.2 客戶端數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸實現(xiàn)57-60
• 5.2.1 路徑MTU和IP分片57-58
• 5.2.2 socket套接字對58
• 5.2.3 客戶端socket編程58-60
• 5.3 TCP并發(fā)服務(wù)器的搭建60-64
• 5.3.1 進程與線程60-61
• 5.3.2 TCP并發(fā)服務(wù)器搭建61-64
• 第6章 測試與總結(jié)64-69
• 6.1 客戶端功能測試64-66
• 6.1.1 Linux系統(tǒng)啟動信息64
• 6.1.2 節(jié)點驅(qū)動測試64-65
• 6.1.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)功能測試65-66
• 6.1.4 終端數(shù)據(jù)采集測試66
• 6.2 服務(wù)器啟動測試66-67
• 6.3 數(shù)據(jù)傳輸測試67-68
• 6.4 總結(jié)68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 作者簡介與科研成果71-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于S3C2440與GPRS的嵌入式環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：372871