基于ARM智能报警系统设计

嵌入式系统结业（论文）嵌入式基于ARM的智能报警系统设计学生姓名：所在学院：班级：学号：2013年12月1摘要：随着经济的发展，目前各种现代化楼宇对嵌入式报警系统提出了更高的要求。本文论述了目前嵌入式报警系统的研究开发现状，分析了存在的问题，并结合嵌入式系统发展的实际情况，提出了一种智能嵌入式报警系统的总体设计方案。系统采用三星公司的ARM92OT53C2410（基于ARMg架构）芯片作为系统处理器，通过火警探测器采集火警信息，如温度、烟雾浓度等，并将采集到的信息发往主机，主机对收到的信息分析后作出相应的处理，控制自动灭火系统。关键词：嵌入式系统，Linux，MiniGUI，移植1引言随着经济建设的迅猛发展，高层建筑、中高档规模的宾馆客房和智能住宅小区、商业楼宇、体育场馆和重要的工业建筑等如雨后春笋般涌现，这类建筑由于人员密集，设备复杂，因此对防火设备的要求很高。同时，由于用电设备不断增多以及用电负荷的不断加大，随之因电气原因导致的事故也在逐年攀升。库房、厂房、商场、写字楼、居民小区住宅楼以及宾馆等大型场所是的频发区，嵌入式报警系统已成为这些场所必需的装置。2硬件的设计主控制器是嵌入式报警系统的心脏，要完成的功能是：接收信息采集部分传送来的信息，然后做相关的分析处理并启动相应的警报装置、自动灭火设备。主控制器也可用来指示着火部位和记录有关的信息，它还能自动地监视系统的运行状态和对特定故障给出声、光报警。根据主控制器的功能需求.2.1主控芯片的选择嵌入式开发硬件平台的选择主要是嵌入式处理器的选择，在一个系统中使用什么样的嵌入式处理器主要取决于应用的领域、用户的需求、成本、开发的难易程度等因素。本系统使用的处理器平台是广州友善之臂计算机科技有限公司提供生产的Nano2410V2，作为一种高级嵌入式系统控制主模块，Nano2410v2具有如下特性:22.2USB接口设计Nano2410V2带有l个USBSlave接口和l个USBHost接口。本系统中内置的是USBI.1全速的控制器，但对于一般的数据传输也能满足，其最高传输速度可达12Mb/s。本系统中采用的核心硬件是三星公司出品的S3C2410处理器，它内部集成了丰富的片上设备资源，其中就包括一个符合USBI.1协议的设备控制器。该芯片内置的USB设备控制器符合USBI.1协议，支持包括控制传输、块传输以及中断传输等三种方式，集成了USB收发器，具有5个FIFO通讯端点，Bulk端点支持DMA操作方式，接收和发送均有64Bytes的FIFo，支持挂起和远程唤醒功能。3软件设计3.1应用程序设计报警控制器软件设计包括驱动程序设计和应用程序设计。在嵌入式系统中，各种外围设备的驱动程序是非常重要的，因为驱动程序是系统访问外围设备的接口，它把操作系统与外围设备（即软件与硬件）分离开来。有关驱动部分在上面的第四章做了介绍。下面介绍应用程序设计部分。3.2系统软件功能本项目设计的是基于MiniGUI的嵌入式报警控制器系统软件，它最大限度的满足实际的要求，能提供各种丰富的功能。用户通过按键与应用软件进行交互，提供了友好的人机界面。本系统主面板以320X240像素的彩色LCD作为液晶显示屏，全中文显示，可显示多至375个汉字，可以详细地以不同颜色显示报警事件的设备类型、地理位置、回路号、地址号等信3息，便于操作人员准确、及时、直观和全面掌握报警事件的信息。人性化的按键设计，方便工作人员对控制器进行监控和操作。报警控制器系统软件的总体框架如图4.1所示：图4.1系统总体框架结构图3.3通信线程的设计通讯线程int*thxead_7290(void*arg)，负责处理控制器按键操作的相关内容。设计时，使用消息驱动作为应用程序的创建构架，敲击键的事件，由MiniGUI支持系统的窗口管理器收集，并按照约定的格式翻译为特定消息。每一个多媒体处理应用程序都包含有自己的消息队列，支持系统将消息发送到应用程序的消息队列中，应用程序建立一个消息循环，在这个循环中读取消息，应用程序同时提供一个处理消息的标准函数，在消息循环中，系统调用此函数，在此函数中处理相应的消息，完成用户的请求。图4.3是基于消息驱动的应用程序的简单框架。图4.3消息驱动机制3.4程序调试调试是开发过程中必不可少的环节，嵌入式系统的调试包括硬件调试和软件调试。硬件调试一般是指系统刚开发出来时上电前后的检查。软件调试是指保证硬件正常的情况下，验证程序执行的时序是否正确，逻辑和结果是否与设计要求相符，能否满足功能和性能要求等。软件调试中会使用到到交叉调试，交叉调试（CrossDebug）又常常称为远程调试（R寄存器以及被调试进程中变量值等各种调试功能的调试方式。一般而言，远程调试过程的结构。4结论本文简要论述了系统的总体设计方案、嵌入式系统的构建过程、嵌入式的GUI系统，最后在嵌入式系统平台上设计实现了自己的应用程序。在整个研究、设计和实现过程中，本论文完成的工作主要有以下几点：（1）结合本课题的具体要求，论述了系统的总体设计方案，简要阐述了课题的开发平台即53C2410、本系统的硬件开发环境以及操作系统的选择。（2）在理解了Linux的Bootloader机制、内核机制和文件系统后较为详细地论述了基于53C2410和应用程序需求的Linux的Bootfoader和内核的裁剪、移植，以及文件系统类型的选择和移植，从而建立嵌入式Linux系统。（3）在较为全面的了解了有关嵌入式GUI系统后，本系统中选择使用MiniGUI作为本系统的GUI系统，并把它移植到目标系统上。（4）根据本系统的实际需求，为本系统编写了相关的驱动程序。（5）本文先简要分析了应用程序的功能要求后，完成了应用程序的编写，并将其交叉编译后下载到目标系统中运行。参考文献[1]赵永良，蒋婷婷，王宴平，方潜生.智能家居实验室控制系统设计[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2004，12(5)：34-35.[2]丁志文,单丹,韩中华.基于ARM的智能家居监控系统设计[D].2009-01-13.[3]高小平.中国智能家居的现状及发展趋势.低压电器[J].2005(4):19[4]李世荣.智能家居控制系统的设计与实现研究[D].同济：同济大学，2008：13.[5]李华毅.基于嵌入式技术的智能家居监控系统的研究与设计[D].武汉：武汉理工大学，2008：1-3.[6]崔若飞.基于ARM和GPRS智能家居控制系统的设计与研究[D].北京：北京交通大学，2009-06：4.[7]许钦泰.基于ARM和嵌入式Linux的智能家居系统研究[D].山东：山东科技大学，2009-04：2-3.