基于S3C2440的项目实训

学校代码：11059学号：0705075032Hefei University毕业论文（设计）BACHELOR DISSERT A TIO N论文题目：基于S3C2440的QT移植与编程实现学位类别：工学学士学科专业：自动化作者姓名：黄静导师姓名：干开峰完成时间： 2012年5月基于S3C2440的QT移植与编程实现中文摘要随着计算机技术和信息网络技术的飞速发展，嵌入式系统的应用越来越广泛，而嵌入式产品以其小巧、使用方便、实用等特点越来越受到人们的青睐。

特别是近几年来，嵌入式产品越来越多的被应用于各个领域，如国防、工业控制、通信、办公自动化和消费电子领域等。

图形用户界面是嵌入式系统软件开发的重要内容，基于Linux内核开发实用、高效、美观的GUI是目前研究的一个重要课题。

本课题研究了基于Linux的典型嵌入式图形界面支持系统Qt，基于嵌入式Linux操作系统和S3C2440硬件平台，完成Qt开发环境搭建和Qt相关平台移植，最后完成应用程序编程实例实现，并将应用程序成功移植到GT2440开发板上，测试结果证实该程序运行稳定，性能良好。

关键词：嵌入式系统；QT；嵌入式linux；S3C2440Transplantation and programming of QT based on S3C2440AbstractThis paper introduces the QT / Embedded linux embedded system development environment to establish and transplant. Through a lot of source code analysis, build Qt / development environment in the linux host and s3c2410 transplant, and then on the QT / E programs.Qt / Embedded is Trolltech launched Linux-based embedded platform development tools, embedded version of Qt. It inherits the Qt's standard APIs, provide a more compact than Xlib and XWindows window generation system FrameBuffer direct operations (see Figure 1). The fully modular design and efficient build system to reduce memory consumption, these Qt / Embedded as the embedded environment, powerful and comprehensive GUI development tools. KDE and other projects using Qt as the support library, so many Qt-based X-Windows program can be easily ported to Qt / Embedded version. Qt / Embedded with the advantages of object-oriented, cross-platform and interface design, convenient and aesthetic, have been widely used.KEY WORD: Embedded ；Transplant And Program; Qt/Embedded；linux；S3C2440第一章前言 (4)1.1 嵌入式系统概述 (4)1.2 图形开发 .............................. 错误！未定义书签。

电子科技大学微机实验报告实验5第一篇：电子科技大学微机实验报告实验5实验五基于ARM的模块方式驱动程序实验【实验目的】 1.掌握Linux 系统下设备驱动程序的作用与编写技巧 2.掌握Linux 驱动程序模块加载和卸载的方法 3.了解Linux 内核中的makefile和kconfig文件【实验内容】1.基于s3c2440 开发板编写led 驱动程序。

2.将编写好的led驱动加入linux内核中，修改makefile和kconfig文件，配置和编译内核。

3.编写关于led 的测试程序，交叉编译后运行，控制led 灯的亮灭。

【预备知识】1.了解ARM9处理器结构和Linux 系统结构2.熟练掌握C语言。

【实验设备和工具】ν硬件：ARM嵌入式开发平台，PC机Pentium100 以上。

ν软件：PC机Linux操作系统＋MINICOM＋AMRLINUX 开发环境【实验原理】νlinux设备驱动程序ν驱动的模块式加载和卸载ν编译模块ν装载和卸载模块ν led 驱动的原理在本开发板上有八个led指示灯，从下往上分别为LED0-LED7。

这八个led灯都是接的芯片上的gpio口（通用功能输入输出口）。

在本实验的开发板硬件设计中，当led 灯对应的gpio的电平为低时，led灯被点亮；当led灯对应的gpio的电平为高时，led灯灭。

本驱动的作用就是通过设置对应gpio口的电平来控制led 的亮灭。

因为ARM 芯片内的GPIO口都是复用的，即它可以被配置为多种不同的功能，本实验是使用它的普通的I/O口的输出功能，故需要对每个GPIO口进行配置。

在内核中已经定义了对GPIO口进行配置的函数，我们只需要调用这些函数就可以完成对GPIO口的配置。

【实验步骤】实验程序运行效果：程序会提示：“pleaseenterthe led status”输入与希望显示的led状态对应的ledstatus值（输入十进制值即可），观察led 的显示情况。

基于S3C2440网络视频采集系统的设计与实现摘要：针对目前工业控制、通信网络、生活小区等领域广泛运用到网络视频监控，对基于ARM-Linux的网络视频采集系统的设计方案和实现方法进行了深入研究。

设计了以上位机PC、下位机TQ2440开发板以及USB摄像头为主体的硬件体系结构，硬件系统的核心单元是ARM（S3C2440）。

软件系统以嵌入式Linux操作系统为基础，将网络传输与视频采集相结合，通过视频服务器（MJPG-streamer）观测远端的实时情况，从而实现网络视频的采集。

在本文的最后，提出了该系统加入WiFi模块改进的可能性，对相关领域的研究具有一定的参考价值。

关键词：嵌入式；Linux系统；视频采集；ARM；S3C2440中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）06-1314-03Design and Implementation of Network Video Capture System Based on S3C2440LI Jia-lin，LIU Yong-chun（College of Automation and Electronic Information，Sichuan University of Science & Engineering，Zigong 643000，China）Abstract：For the current industrial control ，communication networks，living quarters and other fields are widely applied to video surveillance network ，based on ARM-Linux network video capture system design and implementation methods for in-depth study. Design the hardware architecture composed of upper machine PC，the lower machine TQ2440 development board and USB camera，the core unit of the hardware system is ARM （S3C2440）. Software system based on embedded Linux operating system，the network transmission and video capture combining real-time observation of the situation via remote video server （MJPG-streamer），in order to achieve network video collection . In the last article，and proposed system by adding the possibility of improving WiFi module，the research of relevant field has certain reference value.Key words：Embedded ；Linux systems ；Video capture ；ARM；S3C2440随着步入21世纪信息时代的发展，电子技术和网络已经深入都人们生活得各个领域，尤其是以―信息采集及处理‖为核心的视频采集系统。

竭诚为您提供优质文档/双击可除s3c2440,adc实验心得体会篇一：一起学mini2440裸机开发(十三)--adc原理与实验一起学mini2440裸机开发(十三)--adc原理与实验概述s3c2440的cmos模拟数字转换器adc可以对8通道模拟输入信号进行循环检测，s3c2440的adc和触摸屏公用一个adc转换器，所以学习adc也是学习触摸屏的基础。

s3c2440adc的主要特性如下：●分辨率：10位●最大转换速率：500ksps●微分线性度误差：±1.0lsb●积分线性度误差：±2.0lsb●供电电压：3.3V●模拟输入电压范围：0~3.3Vadc原理adc是一种将模拟信号转化为数字信号的方法，一般要经过采样、保持、量化、编码4个步骤。

在实际电路中，有些过程是合并进行的，如采样和保持，量化和编码在转换过程中时同时实现的。

由奈奎特采样定理可知，当采样频率大于模拟信号中最高频率的2倍时，采样值才能不失真地反映原来模拟信号。

主要技术指标如下：●分辨率通常以输出二进制的位数表示分辨率的高低，一般位数越多，量化单位越小，对输入信号的分辨能力就越高。

例如，输入模拟电压的变化范围为0±~3.3V、分辨率为12位时，可以分辨的最小模拟电压为3.3V/2^12≈0.8mV；而分辨率为10位时，可以分辨的最小模拟电压为3.3V/2^10≈3.2mV。

●转换误差它是指在零点和满度都校准以后，在整个转换范围内，分别测量各个数字量所对应的模拟输入电压实测范围与理论范围之间的偏差，取其中的最大偏差作为转换误差的指标。

它通常以相对误差的形式出现，并以lsb为单位表示。

●转换速度完成一次模数转换所需要的时间称为转换时间。

在大多数情况下，转换速度是转换时间的倒数。

adc的转换速度主要取决于转换电路的类型，并联比较型adc的转换速度最高，逐次逼近型adc次之，双积分型adc转换速度最低。

s3c2440处理器adc功能图如图1所示，其中虚线框是与触摸屏有关的功能模块，可以暂不考虑，学完adc基本实验后，再学触摸屏部分也可以。

基于S3C2440的触摸屏驱动程序实现强新建1,田　泽1,2,刘天时1(1.西安石油大学计算机学院,陕西西安710065;2.西北大学信息科学与技术学院,陕西西安710068)摘　要:触摸屏作为人机界面的输入设备被广泛的应用于消费电子、工业控制等诸多领域。

目前流行的嵌入式AR M 处理器S3C2440是一款典型的嵌入式S oC 芯片,它提供了触摸屏控制器接口,方便了嵌入式软、硬件开发。

简要介绍了S3C2440处理器,同时分析了触摸屏的硬件架构、硬件工作原理及与及其工作框图,在此基础上给出了触摸屏与S3C2440的硬件连接电路图。

介绍了S3C2440下触摸屏的W inCE 驱动构架,并指出相关注册表的修改技术。

在S3C2440的嵌入式W inCE 开发平台上,该驱动程序运行良好。

关键词:S3C2440;触摸屏;驱动中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1671Ο654X (2007)04Ο0085Ο03引言触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点[1],作为一种新的电脑输入设备,是目前最简单方便而且又适用于中国多媒体信息查询国情的输入设备。

利用这种技术,我们只要用手指就能实现对主机操作,使人机交互更为直截了当,极大方便了那些不懂电脑操作的用户。

触摸屏在我国的应用范围非常广阔:公共信息的查询,如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询;城市街头的信息查询;此外还可广泛应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等[2]。

随着城市向信息化方向发展和电脑网络在日常生活中的渗透,信息查询都会更多以触摸屏形式。

1　硬件架构本文基于S3C2440,实现了W inCE 下触摸屏驱动程序。

除对S3C2440处理器的一些特点做了简单介绍外,从触摸屏的硬件结构、工作机理等进行了全面分析。

1.1　S3C2440处理器简介S3C2440是16 32位精简指令集微处理器,是为应用于小型掌上设备和高性价比,低功耗,高性能的嵌入式系统应用而提供的微控制。

第四章S3C2410A的I/O口从这一章开始，就进入了S3C2410A底层驱动程序开发的学习过程中了。

在第一章已经介绍了ARM系统开发的层级结构，本课程的内容符合层次结构中的第二层底层驱动开发，但是这里不包含启动代码的编写和操作系统移植。

一般来讲ARM开发系统如广州友善之臂的micro2440开发板，英贝特公司的开发板，在加上达盛公司的实验系统等等，出厂时各类底层的相关驱动程序和应用的操作系统移植都已经编写测试完毕，其中ARM的启动代码是现成可以使用的，不需要重新编写。

另外，出厂时的底层驱动代码都是可以直接使用的，这些代码可以提供给使用者自学时参考，当然如果觉得这些代码在结构上表达上都不尽如人意，读者随时都可以自行修改。

达盛公司的实验系统的底层驱动程序也是现成可以使用的，但是鉴于教学需要，本课程会引导读者在理解底层硬件的基础上对这些程序进行修改或者重写编写部分驱动程序，以便使读者能够熟练掌握S3C2410A底层的驱动开发。

4.1 S3C2410A的GPIO1.S3C2410A CPU有117个多功能复用的I/O口，共分为8组。

（1）16bit I/O端口为：Port C、Port D、Port E和Port G（2）11bit I/O端口为：Port B和Port H（3）23bit I/O端口为：Port A（4）8bit I/O端口为：Port F（5）在这里需要说明几个问题：①端口的bit数是什么意思？例如，Port C为16bit I/O端口，即Port C共有16位，从Port C[0]到Port C[15]都可以应用。

②多功能复用是什么意思？ARM7和ARM9这些CPU的I/O口都可以配置成不同的功能，也就是说这些端口可以作为普通的输入输出端口使用，也可以配置成UART使用，还可以配置成I2C、SPI和SSI等总线信号使用。

（6）如何操作这些I/O端口？用配置和访问S3C2410A的功能寄存器的方法可以操作S3C2410A的硬件资源。

第三篇基础实验篇本篇内容Linux设备驱动概述★LED实例★按键中断实例★数码管实例★4*4键盘实例★LCD实例★触摸屏实例★本篇目标了解Linux设备驱动的相关概念及开发基础★掌握简单字符设备驱动的程序结构及设计流程★学习嵌入式Linux中断机制及其驱动程序结构★学习数码管的显示原理及其驱动程序的设计方法★熟悉键盘驱动原理，学会为自己的系统添加键盘设备驱动程序★了解移植LCD显示设备驱动及触摸屏输入设备驱动的过程★本篇实例实例一：LED驱动及测试实例★实例二：按键中断驱动及测试实例★实例三：数码管实例★实例四：4*4键盘实例★实例五：LCD驱动移植实例★实例六：触摸屏驱动移植实例★第8章Linux设备驱动概述在前一篇中，我们介绍了开发嵌入式Linux的基本过程，本章开篇在前一篇的基础上进行设备驱动程序的开发，使得目标板上的硬件资源为板上系统所用，这也是所有设备驱动的巨大贡献。

本章将带领你走进Linux设备驱动开发的世界。

本章首先介绍的是设备驱动的作用及其分类，不同驱动程序的特点等，然后介绍驱动模块的加载和卸载方式等。

8.1 设备驱动的角色任何计算机系统的运行都是系统中软硬件相辅相成的结果，没有硬件的软件是空中楼阁，而没有软件的硬件则只是一堆的电子元器件而已。

硬件是底层基础，是所有软件得以运行的平台，程序最终会实现为硬件上的逻辑电路；软件则是具体应用的实现，根据不同的业务需求而设计。

硬件一般是固定的，软件则很灵活，可以适应各种复杂多变的应用。

从某种程度上来看，计算机系统的软硬件相互成就了对方。

但是，软硬件之间同样存在着悖论，那就是软件和硬件不应该互相渗透入对方的领地。

为尽可能快速地完成设计，应用软件工程师不想也不必关心硬件，而硬件工程师也难有足够的闲暇和能力来顾及软件。

譬如，应用软件工程师在调用套接字发送和接收数据包的时候，他不必关心网卡上的中断、寄存器、存储空间、I/O端口、片选以及其他任何硬件词汇；在使用scanf()函数获取输入的时候，他不用知道底层究竟是怎样把终端设备的操作转化成程序输入的。

项目二基于S3C2440平台的视屏监控系统 (1)1.1 项目背景 (1)1.2项目价值 (2)1.3项目准备 (2)1.3.1 硬件准备 (2)1.3.2 软件准备 (2)1.4 项目需要 (2)1.4.1 产品架构图 (2)1.4.2产品功能演示 (3)1.5 系统设计 (3)1.5.1 项目设计 (3)1.5.2 视屏采集应用程序流程图 (4)1.6 项目开发 (4)1.6.1 USB摄像头驱动程序移植 (4)1.6.2 H.264 编码库移植 (8)1.6.3 传输应用程序的开发 (9)1.7 项目测试 (10)1.8 项目代码分析 (10)项目二基于S3C2440平台的视屏监控系统1.1 项目背景随着社会安全防范意识的提高，网络通信技术、嵌入式处理技术以及图像压缩处理技术的快速发展，远程电子监控是当今运用最广泛、技术最领先、管理更加智能化系统。

我国从 2004开始提出创建“平安城市”，在省、市、县三级开展报警与监控系统建设试点工程，如今是全国“平安城市”建设的高峰时段。

远程监控广泛应用在各个角落如：商场、银行、企事业办公场所、道路、医院、学校、矿山生产等安防领域。

如何设计和实现一种方便且成本低廉的远程监控系统方案成为研究热点。

监控系统主要用于完成远程现场点的数据采集、处理、实时监控等功能。

实时监控发展的两个特点就是：数字化和网络化。

而本系统采用嵌入式Linux，操作系统和ARM核处理器的硬件平台相结合，视频信号从前端图像采集设备输出时即为数字信号，以网络为传输媒介，并基于国际通用的TCP／IP协议，使用流媒体技术实现视频信号在网络上的传输，构成了一个高质量、监控方式灵活、可靠性好和具有易于扩展架构的网络视频监控系统。

完全符合现在社会所需。

1.2项目价值实时视频流传输，是嵌入式应用的主要应用之一。

该项目要求熟悉硬件平台的体系结构和接口、操作系统的运作原理，熟练掌握嵌入式应用软件开发的流程和开发工具。

基于S3C2440和ZigBee 的智能家居控制系统设计肖令禄(渭南师范学院物理与电气工程学院,陕西渭南714000摘要:针对传统家居控制系统在网络组建方面的不足,提出了一种基于S3C2440和ZigBee 技术的智能家居控制系统设计方案．该系统以S3C2440作为主控核心,采用CC2430实现家庭内部网络的组建,利用GPＲS 模块实现信息家电的远程控制．该系统功耗小,成本低,易于扩展,便于维护,具有一定的实用价值和推广价值．关键词:智能家居;S3C2440;ZigBee ;GPＲS中图分类号:TP273文献标志码:A 文章编号:1009－5128(201312－0033－04收稿日期:2013－06－25基金项目:渭南师范学院科研计划项目(13YKP013作者简介:肖令禄(1981—,男,甘肃临洮人,渭南师范学院物理与电气工程学院讲师,主要从事嵌入式系统设计研究．随着电子技术和物联网技术的发展,人们对居住环境及信息获取的要求越来越高,现代家庭正从以往单纯地追求开阔的居住空间及奢华的家居装修转向家居智能化,享受智能化带来的舒适、安全、便利的生活环境．智能家居利用智能化电子技术、网络技术和综合布线技术,将家居生活有关的各种家用电器、通信设备及安防设备等综合为一体,通过提供全方位的信息交换功能,优化了人们的生活方式,增强了家居生活的安全性与舒适性．智能家居控制系统的组网方式可分为有线组网和无线组网两种．有线组网方式的发展较为成熟,但总线、电话线、以太网及电力线等技术普遍存在布线麻烦、扩展不易、安装和维护成本高、移动性能差等缺陷,尤其不适合现有普通住房的智能化改造．无线组网方式最大的优势在于省去了大量的电缆,安装方便且具有良好的可扩展性．可应用于智能家居的无线组网技术主要包括IrDA 、Bluetooth 、WiFi 及ZigBee 等．Zig-Bee 是IEEE 802．15．4通信协议的代名词,是一种适用于自动化系统与远程控制的无线通信技术,具有复杂度低、成本低、功耗小、双向传输的特性,是一个比较完善的近距离低速率无线通信协议[1]．在家居控制的应用领域主要包括家庭安防系统、自动空调系统的自动温控、照明和窗帘等的远程控制等．1总体设计方案本系统基于AＲM-Linux 开发平台,采用三星公司的S3C2440A 作为主控制器,用ZigBee 无线组网技术完成家庭内网的组建,其终端节点连接各种信息家电、环境监测传感器及安防设备,通过GPＲS 和嵌入式网关,用户可以通过手持终端或互联网登录家居管理系统,随时查询家居环境及家电的工作状态,若有非法入侵或险情发生,系统将第一时间向用户手机发送报警信息,同时通过Internet 向小区管理中心报告,以便及时排除险情．系统组成框图如图1所示．2系统硬件设计2．1智能家居控制器的设计嵌入式控制中心是整个家居系统的核心处理模块,而嵌入式处理器则是家庭控制中心的核心部件,其性能的好坏直接决定了整个系统的运行效果．目前主流的嵌入式微处理器有A ＲM 、MIPS 、PowerPC 、X86、MC68K /Coldfire 等[2]．AＲM 架构是面向低预算市场设计的第一款ＲISC 微处理器,是一种可扩展、可移植、可集成的处理器．其中,AＲM9系列微处理器采用AＲMV4T (Harvard 结构,五级流水线,指令与数据分离的Cache ,平均功耗为0．7mW /MHz ,时钟频率为120 200MHz ,在高性能低功耗特性方面提供最佳的性能．2013年12月第28卷第12期渭南师范学院学报Journal of Weinan Normal University Dec．2013Vol．28No．12图1智能家居控制系统的组成本设计中,采用mini 2440开发板完成智能家居控制器的设计．该开发板采用基于AＲM 920T 内核的S3C2440微处理器,并配有64Mbyte SDＲAM 、128Mbyte Nand Flash 、3个串口、1个100M 以太网ＲJ －45口、1个34pin 2．0mmGPIO 接口和1个40pin 2．0mm 系统总线接口,资源丰富,便于各种嵌入式系统的开发．2．2ZigBee 无线组网的实现IEEE802．15．4定义了两种ZigBee 设备类型:全功能设备FFD 和精简功能设备ＲFD．ZigBee 规范定义了三种逻辑设备类型:ZigBee 协调器、ZigBee 路由器和ZigBee 终端设备[3]．ZigBee 网路协调器(FFD 作为网络的中心节点,负责建立和维护网络、发送网络信标、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找节点间路由信息、允许其他设备入网等．ZigBee 路由器(FFD 负责数据的路由中继转发,提供信息双向传输功能．ZigBee 终端设备(ＲFD 只用来和其他FFD 或ＲFD 之间收发数据．这三者的硬件结构完全一致,通过软件配置可实现不同的设备功能．本系统由一个网络协调器和若干个网络控制节点组成,按星型网络拓扑结构,主节点采用FFD ,通过SPI 总线与主控制器连接,用于接收来自主控制器的各种控制信号;从节点采用ＲFD ,连接分布于室内的各种传感器,将采集到的数据经AD 转换后,通过无线收发装置发送给网络协调器,其硬件连接如图2所示．图2ZigBee 硬件连接示意图目前市场上符合ZigBee 协议标准的无线收发模块种类较多,本设计中采用TI 公司生产的CC2430芯片．该芯片集成了高性能2．4GHz DSSS 射频收发器核心,采用增强型8051MCU 、32/64/128KB 闪存、8KB SＲAM 等高性能模块,并内置了ZigBee 协议栈．多种运行模式的设计保证了它极低的功耗;可任意加入网络节点的动态自组网特性极大地方便了智能家居控制系统的功能扩展．2．3GPＲS 无线数据传输的实现GPＲS (General Packet Ｒadio Service 即通用分组无线服务技术,是GSM 移动电话用户可用的一种数据传输业务．它使用分组交换技术,以封包(Packet 的方式传输数据,具有使用费用低廉、接入时间短以及传输速率高(可达115kbps 等特点．设计中的GPＲS 模块选用SIMCOM 公司的SIM300C ,该模块尺寸小、功耗低、易于开发,典型工作电压4．2V ,峰值电流2A ,可工作在900/1800/1900MHz 工作频段,在使用时无需申请频段,只需一张SIM 卡即可．它提供通用的AT 控制命令,使用户不需移植TCP /IP 协议就能利用GPＲS 服务与终端建立连接、实·43·肖令禄:基于S3C2440和ZigBee 的智能家居控制系统设计第28卷现数据传输,缩短用户的开发周期[4]．通过串口将GPＲS 模块与主控制器相连接,可将传感器采集到的环境数据经ZigBee 网络传输给主控制器,再由主控制器向GPＲS 模块发送AT 指令将环境数据传送到用户手机．也可通过手机向GPＲS 模块发送短信的方式,控制信息家电的工作状态．3系统软件设计3．1系统软件平台的搭建智能家居控制器软件平台包括交叉编译环境的建立、BootLoader 的移植、Linux 内核的移植及根文件系统的制作等[5－6]．在嵌入式系统中,软件的编辑、编译、链接等操作都是在PC 机上完成的,所得到的二进制目标文件无法直接在AＲM 平台上运行,需要安装交叉编译工具链arm-linux-gcc ,它主要包括AＲM 的交叉编译器arm-elf-gcc 和交叉链接器arm-elf-ld．BootLoader 是在操作系统内核运行之前运行的一段程序,用以初始化硬件设备,建立内存空间的映射图,准备软件运行环境,设置启动参数,最终正确引导操作系统．AＲM 架构下的BootLoader 主要有vivi 和u-boot ,本设计使用u-boot 作为引导程序．可从ftp ://ftp．denx．de /pub /u-boot /下载U-Boot 源码,通过修改顶层Makefile 、start．S 等文件关闭中断、设置时钟频率、初始化ＲAM 、添加对S3C2440的支持．将编译后生成的u-boot．bin 文件下载到ＲAM 的0x3000000地址处,为引导Linux 内核做好准备．Linux 内核的移植包括内核源代码的获取、源代码体系结构的修改、驱动程序的添加等,使用make uImage 命令对内核进行编译,将生成的映像文件烧写到ＲAM 的0x33000000地址处,通过bootm 0x33000000命令即可引导操作系统．图3ZigBee 节点工作流程3．2ZigBee 无线网络节点软件设计FFD 网络节点主要负责建立网络,侦听并等待子节点的加入,对已加入的子节点分配ID ,接收子节点传来的数据并通过SPI 总线传送给主控制器等[7]．ＲFD 节点功能较为简单,主要是搜索并自动加入网络,采集传感器数据并上传给FFD ,其软件控制流程如图3所示．3．3GPＲS 模块软件设计通过GPＲS 模块发送短消息时,首先要对GPＲS 模块初始化,包括初始化串口设备、设置串口参数、判断连接是否成功等．其次要设置短消息中心地址、目的地址,信息按照PDU 数据格式编码,通过向串口写入AT +CMGS 指令实现消息的发送[8]．接收到的短消息包括发送端地址、时间及内容,通过AT +CMGＲ指令读取短消息,对接收到的PDU 格式串还需进行解码,通过和软件中设定的远端设备发生异常时参数·53·2013年第12期渭南师范学院学报的设定值进行比较,可判断设备工作是否正常,其处理流程如图4所示．图4GPＲS 模块短消息发送与接收流程4结语本设计采用ZigBee 技术实现智能家居控制系统的无线组网,克服了传统家居控制系统存在的布线麻烦、扩展困难及维护成本高等缺点,尤其适合现有普通住房的智能化改造．其研究成果也可用于学校、医院等公共场所的智能化改造工程．参考文献:[1]冉彦中,曹婧华,姜威,等．Zigbee 协议星形组网实验的设计与实现[J ]．实验技术与管理,2013,30(2:101－102．[2]徐英慧,马忠梅,王磊,等．AＲM9嵌入式系统设计[M ]．北京:北京航空航天大学出版社,2007．[3]彭燕．ZIGBEE 无线网络组网研究[J ]．渭南师范学院学报,2011,26(2:42－45．[4]陈家敏,吴强,陈家丽．GPＲS 无线通讯模块SIM300C 及其外围电路设计[J ]．电子制作,2013,21(5:147－148．[5]杨铸,唐攀．深入浅出嵌入式底层软件开发[M ]．北京:北京航空航天大学出版社,2011．[6]曾福振,闵联营．基于AＲM 和Linux 的嵌入式平台的构建[J ]．微型机与应用,2011,30(12:51－53．[7]刘礼建,张广明．基于ZigBee 无线技术的智能家居管理系统设计[J ]．计算机技术与发展,2011,21(12:250－253．[8]陈滟涛,杨俊起,康润生,等．基于SIM300的短信传输系统的设计与实现[J ]．计算机工程与科学,2008,30(3:156－158．【责任编辑牛怀岗】The Design of Intelligent Home Control System Based on S 3C 2440and ZigBeeXIAO Ling-lu(School of Physics and Electrical Engineering ,Weinan Normal University ,Weinan 714000,ChinaAbstract :Aiming at the deficiency of the traditional home control system in networking ,a design plan of intelligent home con-trol system which is based onS3C2440and ZigBee was proposed．It adopts S3C2440as control core to establish home internal net-work by CC2430,to achieve remote control of information appliances using GPＲS module．This system has small power consump-tion ,low cost ,easy expansionand easy maintenance．The technology and methods adopted in the system are practical and worthy of using abroad．Key words :Intelligent home ;S3C2440;ZigBee ;GPＲS ·63·肖令禄:基于S3C2440和ZigBee 的智能家居控制系统设计第28卷。

福建工程学院《嵌入式系统》课程设计（论文）题目：基于S3C2440设备驱动及其界面设计班级：通信0902姓名：林骁恺学号：0509101125指导老师：张平均、陈婧、李光炀目录1序言 (2)2实践课题题目 (3)3设计目的 (3)4设计过程 (3)4.1MiniGUI在PC上的安装 (3)4.2MiniGUI在ARM上的移植 (4)4.3基于MiniGUI的应用界面编程和基于LED驱动程序的应用程序的编写 (5)5调试结果及改进 (11)5.1调试结果 (11)5.2改进方案 (12)6心得体会 (12)7参考文献 (14)1序言MiniGUI是一种面向嵌入式系统或者实时系统的图形用户界面支持系统。

它主要运行于Linux控制台，实际可以运行在任何一种具有POSIX线程支持的POSIX 兼容系统上。

MiniGUI同时也是国内最早出现的几个自由软件项目之一。

MiniGUI的主要特色有：遵循LGPL条款的纯自由软件。

提供了完备的多窗口机制。

这包括：多个单独线程中运行的多窗口。

单个线程中主窗口的附属。

对话框和预定义的控件类（按钮、单行和多行编辑框、列表框、进度条、工具栏等）。

消息传递机制。

多字符集和多字体支持，目前支持ISO8859-1、GB2312、Big5等字符集，并且支持各种光栅字体和TrueType、Type1等矢量字体。

全拼、五笔等汉字输入法支持。

BMP、GIF、JPEG、PCX、TGA等常见图像文件的支持。

Windows的资源文件支持，如位图、图标、光标等。

插入符、定时器、加速键等。

其他（Beep、ETC/INI文件操作等）。

小巧。

包含全部功能的库文件大小为300K左右。

可配置。

可根据项目需求进行定制配置和编译。

高稳定性和高性能。

MiniGUI已经在Linux发行版安装程序、CNC系统、蓝点嵌入式系统等关键应用程序中得到了实际的应用。

可移植性好。

目前，MiniGUI可以在X Window和Linux控制台上运行。

上海海洋大学嵌入式系统设计项目实训报告一、实训目的通过电子相册的制作，了解S3C2440芯片的构造，了解外围SDRAM及NANDFLASH 的存储结构。

学会运用定时器中断及通过LCD显示图片，加强自身对嵌入式的理解，提升自身的实践能力。

二、实训内容以S3C2440芯片为核心，通过外围SDRAM及NANDFLASH存储实现照片的存储，结合定时器中断，实现LCD显示图片，完成简易电子相册的设计。

三、实训设备硬件：mini2440硬件平台软件：bmp2h.exe软件进行图片转换CodeWarrior for ARM Developer Suite软件四、实训设计方案（包括项目功能需求分析，方案设计，完成时间规划）需求分析：在上世纪末本世纪初，电子相册呈现迅速发展的势头，普及型数码相机的分辨率由200万象素增长到现在的800—1500万象素，价格也由300美元左右下降到现在的120美元左右。

随着数码相机的日益普及，作为一种以数字照片的保存、回放和浏览为核心功能的产品——电子相册自然迎合了消费者的需求。

方案设计：软件设计：代码包含2个模块，LCD模块包含两个文件，进行图片的显示与编辑；Timer 模块包含6个文件，其中timer.c和timer.h文件完成定时器的初始化，interrupt.h和interrupt.c 文件完成定时器中断函数的初始化，isrservice.h和isrservice.c文件完成定时器中断处理，pic.c 和pic.h等文件是由图片生产的C语言数组文件硬件方面选择了S3C2440为核心的架构。

基于ARM的微处理器具有低功耗、低成本、高性能等特点，ARM采用RISC（精简指令集计算机）架构和流水线结构，使用了大量的寄存器，具有极高的工作效率。

其中，RISC架构具有如下特点：固定长度的指令格式，指令归整、简单，基本寻址方式只有2~3种，使用单周期指令，便于流水线操作。

因此选择此硬件方案的优势有如下：（1）系统芯片功能强大，实现的功能多，对于新的多媒体格式支持性好，只需要安装更新的软件；（2）硬件电路简单，可采用标准电路，不需耗费过多的资源（人力，资金等）； （3）可以在硬件上增加模块，留作二次开发使用，极为方便； （4）S3C2440是一个比较成熟的芯片，技术积累齐全；（5）S3C2440支持丰富的存储卡接口。

目录一、设计功能 (2)二、系统设计思路 (2)三、详细设计 (3)1、硬件设计 (3)2、软件设计 (4)四、调试结果与分析 (6)附录 (8)参考文献 (19)一、设计功能时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。

怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。

现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED 显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。

二、系统设计思路本系统主要有四大部分两大模块组成，分别是硬件模块①电源，②晶振，③S3C2440处理器和软件模块时钟模块（主要由LCD提供功能）。

（1）时钟模块设计本模块是电子时钟功能实现的主要模块，也是本次课程设计的核心模块，本模块实现的功能主要有：时间计时，钟面时间显示，数字时间显示。

其中，时间计时功能和在LCD上显示数字钟显示功能较易实现，之前的单片机课程设计和HDL课程设计均有所涉及。

河北工业大学城市学院毕业设计说明书作者：赵欢学号：087656系：信息工程系专业：电子科学与技术题目：基于ARM-Linux平台的GPS定位系统指导者：王伟副教授评阅者：田汉民讲师2012年6月6日目次1引言 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2 研究意义 (1)1.3 嵌入式开发的前景 (1)1.4 主要工作 (1)2 GPS技术介绍 (2)2.1 GPS基础 (2)2.2 GPS定位原理 (2)2.3 GPS数据与GPS协议 (2)2.3.1当前卫星信息$GPGGA (2)2.3.2推荐定位信息数据格式$GPRMC (3)2.3.3地面数据信息$GPVTG (4)2.3.4含经纬度的地理位置$GPGLL (4)2.3.5 当前卫星信息$GPGSA (4)3 GPS定位系统的硬件的设计 (5)3.1硬件系统的设计说明 (5)3.2.SDRAM (5)3.2.1原理介绍 (5)3.2.2 HY57V561620的结构 (6)3.2.3 S3C2440与HY57V561620接线方法： (6)3.3 GPS模块设计 (7)3.4 电源模块 (9)4 GPS定位系统的软件开发 (13)4.2.1安装Ubuntu Linux (13)4.2.2创建交叉编译环境 (14)4.2.3 创建QT开发平台 (16)4.2.4 ubuntu下安装串口工具minicom (19)4.3移植操作系统内核 (21)4.5.1 GPS用户界面 (23)4.5.2串口设置 (26)4.5.3 GPS信息获取 (26)4.5.4 GPS信息显示 (31)5 GPS定位系统的测试 (36)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录 A (41)1引言1.1课题研究背景嵌入式系统是以应用为中心，把计算机技术作为基础，软件硬件可剪裁并且应用系统在功能，可靠性，成本，体积，功耗上都具有很高的标准。

更面向于针对具体对象的开发。

嵌入式系统设计实训报告完成时间规划：第一周：了解S3C2440芯片的构造，研究外围SDRAM 及NANDFLASH的存储结构。

第二周：研究定时器中断的原理及实现方法。

第三周：研究LCD显示图片的原理及实现方法。

第四周：进行软件设计，完成代码编写及调试。

第五周：进行实验验证，完成电子相册的制作。

五、实训过程在实训过程中，我们首先研究了S3C2440芯片的构造及外围SDRAM及NANDFLASH的存储结构。

接着，我们研究了定时器中断的原理及实现方法，以及LCD显示图片的原理及实现方法。

在此基础上，我们进行了软件设计，完成了代码编写及调试工作。

最后，我们进行了实验验证，成功制作出了一个简易的电子相册。

六、实训总结通过本次实训，我们深入了解了嵌入式系统的设计及应用，掌握了S3C2440芯片的构造及外围SDRAM及NANDFLASH的存储结构。

同时，我们也学会了定时器中断及LCD显示图片的实现方法，提升了自身的实践能力。

在未来的研究和工作中，我们将继续努力，不断提高自己的技能水平。

我们选择了以S3C2440为核心架构的硬件方案。

这种基于ARM的微处理器具有低功耗、低成本、高性能等特点。

ARM采用了RISC（精简指令集计算机）架构和流水线结构，使用大量寄存器，具有高效的工作效率。

RISC架构的特点包括固定长度的指令格式、简单的指令归整、基本的寻址方式只有2~3种、单周期指令，便于流水线操作。

因此，我们选择此硬件方案的优势包括：1.系统芯片功能强大，可以实现多种功能，对于新的多媒体格式支持性好，只需要安装更新的软件。

2.硬件电路简单，可以采用标准电路，不需要耗费过多的资源（人力、资金等）。

3.可以在硬件上增加模块，留作二次开发使用，非常方便。

4.S3C2440是一个比较成熟的芯片，技术积累齐全。

5.S3C2440支持丰富的存储卡接口。

我们的实训项目实现计划如下：第一天，分析实训项目实现过程，完成软件方面内容，编写代码。

第１３卷㊀第７期Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．７㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀２０２３年７月㊀Ｊｕｌ．２０２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９５－２１６３（２０２３）０７－０１４０－０５中图分类号：ＴＰ３９９文献标志码：Ａ基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统翟㊀丽（南京审计大学实验中心，南京２１１８１５）摘㊀要：针对系统响应时间较长，影响实验室仪器设备智能管理控制效果的问题，设计基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统㊂系统硬件设计中给出了ＸＰＤ变频器㊁核心电路设计；在此基础上，建立网络服务，整体把握软件功能；利用物联网，设计实验室管控系统的智能通信功能，缩短系统运行响应时间，实现实验室仪器设备智能管理控制系统的高效管理㊂测试结果表明：该系统的运行响应时间较短，实验室仪器设备智能管理控制效果更佳，具有较高的推广价值㊂关键词：Ｓ３Ｃ２４４０微处理器；实验室；仪器设备；智能控制ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＳ３Ｃ２４４０ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＺＨＡＩＬｉ（ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，ＮａｎｊｉｎｇＡｕｄｉｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１８１５，Ｃｈｉｎａ）ʌＡｂｓｔｒａｃｔɔＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｌｏｎｇ，ｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ａｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎＳ３Ｃ２４４０ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ，ＸＰＤｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｎｄｃｏｒｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎａｒｅｇｉｖｅｎ；Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｎｅｔｗｏｒｋｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｒｅｇｒａｓｐｅｄａｓａｗｈｏｌｅ；ＵｓｉｎｇｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ，ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｈｏｒｔ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｉｓｂｅｔｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｅｒｐｒｏｍｏｔｉｏｎｖａｌｕｅ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔＳ３Ｃ２４４０ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ；ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ基金项目：南京审计大学教改课题（２０２２ＪＧ０５６）㊂作者简介：翟㊀丽（１９８４－），女，硕士，工程师，主要研究方向：教育管理㊁实验室建设与管理㊂收稿日期：２０２２－１０－０９０㊀引㊀言随着物联网的发展，物联网涉及的领域较多，例如农业㊁工业㊁交通㊁医疗以及军事等，其未来发展趋势是实现物与物㊁物与人的进一步结合，以达到智能化控制的目的㊂实验室仪器设备是高等院校的固定资产，实验室人员需要对仪器设备进行科学管理，良好的实验室仪器设备管理对于科研的发展和学校的实验教学都起到了积极的促进作用㊂高校实验室在创新人才培养和科学研究的过程中具有不可或缺的重要地位㊂其建设和管理维护在一定程度上反映了高校的综合实力和整体发展水平［１］㊂对于高校实验室而言，实验室仪器设备智能管理控制不仅能够提升学生的思维能力，还能够提高学生未来的就业竞争力㊂对于工业实验室而言，实验室仪器设备智能管理控制能够确保实验环境稳定，为工业的发展创造出发展条件［２］㊂无论是哪一种实验室科研类型，智能管理控制效果亟待加强㊂Ｓ３Ｃ２４４０微处理器是基于ＡＲＭ９２０Ｔ核的１６／３２位ＲＩＳＣ微处理器，运行频率高达５００ＭＨｚ，主要面向手持设备以及高性价比㊁低功耗的应用，适用于开发各类高端手持㊁小型终端以及网络应用产品［３］㊂因此，本文利用Ｓ３Ｃ２４４０微处理器，设计了实验室仪器设备智能管理控制系统，以系统响应时间为主，最大限度地提高系统运行效果㊂１㊀硬件设计１．１㊀ＸＰＤ变频器本文设计的ＸＰＤ变频器利用了网络通信技术，将实验室仪器设备智能管理控制系统中的各种元件Copyright ©博看网. All Rights Reserved.连接在一起，形成一个较大通信网络，为系统提供远程控制与远程监控功能［４］㊂本文利用ＰＬＣ控制器与ＸＰＤ变频器的控制设备相连，利用ＲＳ２３２／ＲＳ４８５接口，与ＰＬＣ控制器㊁系统进行智能通信㊂在实验室仪器设备智能管理控制数据通信的过程中，本文主要利用ｒｏｆｉＢｕｓ㊁ＭｏｄＢｕｓ通讯，有效地减少了变频器与系统之间的布线干扰问题，对于提高数据传输效率，提高系统运行效率具有重要作用㊂ＸＰＤ变频器的通信配置参数见表１㊂表１㊀ＸＰＤ变频器的通信配置参数表Ｔａｂ．１㊀ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＸＰＤｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒ类别参数尺寸／（ｍｍˑｍｍˑｍｍ）１１２ˑ１１５ˑ８５额定电压／Ｖ５０额定电流／Ａ１．９３０额定功率／ｋＷ０．７８过载电流限值／Ａ２．８９５控制方式／ｆＵ传输速率／Ｍｂｐｓ１２㊀㊀本文设计的ＸＰＤ变频器是由ＬＣＤ显示器㊁及ＷｉｎＣＣＷｅｂＮａｖｉｇａｔｏｒ服务器构成，通过ＰｒｏｆｉＢｕｓ ＤＰ现场总线进行数据通信，传输智能管理控制数据；ＷｉｎＣＣＷｅｂＮａｖｉｇａｔｏｒ服务器通过以太网与Ｓ７－３００ＰＬＣ进行通信，访问相应的控制数据㊂ＸＰＤ变频器集合了较多的优势，安装简便，传输速率较快，调试速度快，能够适应实验室仪器设备智能管理控制系统的运行环境㊂１．２㊀核心电路设计主要控制模块要实现与网络的通信㊁与无线传感网的串行通信㊁Ｑｔ（应用程序开发框架）的展示等功能㊂为了满足上述的性能要求，该处理器选用三星Ｓ３Ｃ２４４０微处理器㊂系统采用Ｓ３Ｃ２４４０作为嵌入式处理器，基于３２位的ＲＩＳＣ命令集，为单片机设计提供了低成本，完成低功耗和高性价比的设计㊂由于采用了１６ＫＢ的高速缓存器和１６ＫＢ的高速缓存器作为ＡＲＭ核心，在大大降低系统开销的同时，也更有效地去除了不必要的部件，尤其适合在低功率应用中使用㊂核心电路有包括了２ＭＢ的ＮｏｒＦｌａｓｈ和２５６ＭＢ的ＮａｎｄＦｌａｓｈ的板载ＲＯＭ㊁６４ＭＢ的ＳＤＲＡＭ㊁６１２ＭＨｚ的晶振电路和其他一些电路㊂其硬件组成框图如图１所示㊂㊀㊀控制器接收到强电信号，并将强电信号传输到实验室相关设备中，使其处于导通状态㊂在实验开始时，打开开关，实验室相关仪器设备立刻进入工作状态，保证实验进行效率㊂网络通信接口S3C2440微处理器串行通信接口触摸屏接口电源模块、F L A S H存储、内存芯片等图１㊀网关主控模块结构图Ｆｉｇ．１㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｇａｔｅｗａｙｍａｓｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ２㊀软件设计２．１㊀建立网络服务网络功能模块是Ｌｉｎｕｘ系统中非常重要的一个部分，网络功能模块的目的就是为上层提供网络服务，而网络服务的基础是底层的网络设备㊂网络设备是网络服务得以实现的硬件基础，一方面将接收到的数据传递到上层，另一方面将来自上层的数据通过特定的媒介访问控制方式发送出去㊂Ｌｉｎｕｘ系统中网络设备的体系可以划分为４层，分别为：网络协议接口层㊁网络设备接口层㊁设备驱动功能层和网络设备与媒介层㊂网络服务实现的基础就是在Ｌｉｎｕｘ系统下开发适用于ＤＭ９０００网卡的网络设备驱动程序㊂Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动的４层体系结构如图２所示㊂网络物理设备媒介数据包发送数据包接收S t r u c t n e t d e v i c e数据包发送数据包接收网络协议结构层网络设备接口层设备驱动功能层设备媒介层图２㊀Ｌｉｎｕｘ网络设备驱动的４层体系结构图Ｆｉｇ．２㊀Ｆｏｕｒ－ｔｉｅｒａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆＬｉｎｕｘｎｅｔｗｏｒｋｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒ㊀㊀系统拓展节点与传感器／控制器节点之间通过网络实现数据的传输，拓展节点与上位机之间通过串口实现数据传输㊂２．２㊀系统智能通信功能本文在设计了软件架构的基础上，对实验室管理控制系统的智能通信功能进行设计㊂物联网的核心思想在于数据交换与数据通信，在此理念下，研究中将智能通信功能分为２部分设计㊂一部分为实验１４１第７期翟丽：基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统Copyright©博看网. All Rights Reserved.室预约阶段通信功能设计；另一部分为实验室使用阶段通信功能设计㊂本文假定实验室预约阶段的系统中存在ｓ个时隙，并分成了ｌ个子帧，每个子帧由ｌ个时隙组成，则实验室预约阶段的通信时隙分配公式具体如下：Ｆ＝ðｉ＝１ｓｉｌ（１）㊀㊀其中，Ｆ为物联网结构中，实验室预约阶段的通信时隙分配结果；ｓｉ为第ｉ个预约时期的时隙㊂在相同的条件下，得出实验室使用阶段通信时隙分配公式见如下：Ｋ＝Ｆðｉ＝１ｌｉｓｉｆｉ（２）㊀㊀其中，Ｋ为物联网结构中，实验室使用阶段通信时隙分配结果；ｌｉ为第ｉ个子帧的时隙；ｆｉ为系统通信的第ｉ个网络节点㊂在物联网条件下，实验室管理控制系统的智能通信功能，主要是将实验室中的基本数据进行提取后，传输到系统中，并存储在数据库中，保证实验室数据得到基本管理，进而提高系统物联网通信效果㊂２．３㊀实验室仪器设备智能管理控制数据库智能管理控制数据库为实验室仪器设备管理控制系统的核心部分，是系统设计的关键部分之一㊂数据库是分析㊁处理㊁整理㊁加工数据的管理方式和有关逻辑架构的组织过程㊂合理地设计数据库，能有效地降低数据冗余量，提高执行速度，提高数据库的稳定性，并有助于后续的数据共享㊂为了实现实验室仪器设备智能管理的精准控制，本文在通信数据㊁实验室数据采集的基础上，建立了实验室仪器设备智能管理控制数据库㊂本文主要将实验室相关数据存储在数据库中，缩短实验室数据查找时间，进而提高系统运行效率㊂实验室仪器设备智能管理控制数据库结构见表２㊂表２㊀实验室仪器设备智能管理控制数据库Ｔａｂ．２㊀Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｄａｔａｂａｓｅｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ字段名说明数据类型是否为主键Ａｄｍｉｋ＿ＩＤ登录名称ＩｎｖａｒｃｈａｒＹｅｓＡｄｍｉｋ＿ＩＰ登录地址ＶａｒｃｈａｒＮｏＡｄｍｉｋ＿ａｐｐ实验室预约数据ＩｎｔＮｏＡｄｍｉｋ＿ｕｓｅ实验室使用数据ＣｈａｒＮｏＡｄｍｉｋ＿ｒｕｍｅ仪器使用频率ＶａｒｃｈａｒＮｏＡｄｍｉｋ＿ｍａｉｎｔ仪器维护数据ＶａｒｃｈａｒＮｏＡｄｍｉｋ＿ｊｕｒｉ用户权限数据ＩｎｖａｒｃｈａｒＮｏＡｄｍｉｋ＿ｓｄｉ其他ｔｅｘｔＮｏ㊀㊀由表２可知，本文选取了登录名称㊁地址㊁实验室预约数据㊁使用数据㊁仪器使用频率㊁维护数据㊁用户权限数据等作为数据库存储内容㊂用户登录功能主要是获取登录者的身份和验证密码的正确性，对设备用户和实验室管理员以外的用户进行限制登录㊂用户登录成功后，需要按照注册用户的身份，转入相应的操作界面，并进行相应的初始化㊂系统客户端的功能模块是一样的，通过用户的帐号来判断用户的权限，并可以访问对应的权限接口，在自己的权限范围内完成相应的菜单操作㊂用户登录后检索对应的字段名，即可得出实验室相关数据，减少了数据查找时间，进而缩短系统响应时间，提高系统整体运行效率㊂３㊀系统测试为了验证本文设计的控制系统是否具有实用价值，本文对上述系统进行测试㊂首先，调试ＸＰＤ变频器与ＰＣＬ控制器这２个硬件，使硬件处于正常运行状态；其次，调试系统软件，使软件运行正常；最后，测试系统整体控制效果，在系统整体运行正常的条件下，将传统实验室仪器设备智能管理控制系统，与本文设计的基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统进行对比㊂具体测试过程及测试结果详述如下㊂３．１㊀测试过程在进行测试前，本文将ＸＰＤ变频器与ＰＣＬ控制器按照使用说明安装完毕后，对其进行调试㊂在ＸＰＤ变频器的各个电路节点进行电流测试，电流均在１．９Ａ左右，并未出现电流过载现象，可以保证ＸＰＤ变频器的运行正常㊂ＰＣＬ控制器安装完毕后，电源处的电压为１２Ｖ，红色指示灯㊁黄色指示灯㊁绿色指示灯依次亮起，中间间隔为１ｍｉｎ，黑色指示灯未亮起，可以保证ＰＣＬ控制器的运行正常㊂硬件调试结束后，本文对软件进行调试，使软件在一定的负载下，能够稳定工作２４ｈ，保证系统软件运行正常㊂在系统硬件与软件调试好后，将硬件与软件相连接㊂软件调试参数见表３㊂㊀㊀点击权限设置为管理员后，输入正确的用户名㊁密码，点击登录，进入到系统中㊂点击对应的数据采集㊁处理㊁存储模块，能够得出相应的管理控制数据，可以保证系统整体运行正常㊂系统中存在３个使用标签㊁１个预约标签㊁１个管理标签，标签测试过程中，将数据㊁天线号㊁次数㊁ＲＳＳＩ㊁设备均进行了管理㊂数据类型以实验室使用２４１智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀Copyright©博看网. All Rights Reserved.日期为开头，夹杂了设备与其他相关数据㊂其中，实验设备６５５３５使用次数较多，本文标签测试以该设备为主，经过测试后，得到标签数目为５个，测试速率为４２次／ｓ㊂标签个数与实际个数相一致，可以保证系统运行效果㊂表３㊀软件调试参数Ｔａｂ．３㊀Ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ类别参数开发环境ＪＤＫＣＰＵ／ＧＢ６４编程语言Ｊａｖａ文件ＡｐａｃｈｅＤｅｒｂｙ数据吞吐量／（ｂｉｔ㊃ｓ－１）ȡ２００用户同时登录占用系统资源率／％ɤ５０运行时间／ｈ７∗２４一定负载下稳定工作时间／ｈ２４３．２㊀测试结果在上述测试条件下，本文随机选取出１０００ ８０００人，使其同时登录实验室仪器设备智能管理控制系统㊂并将传统实验室仪器设备智能管理控制系统的响应时间，与本文设计的基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统的响应时间进行对比，具体测试结果见表４㊂表４㊀测试结果Ｔａｂ．４㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ系统同时登录人数／人传统系统的响应时间／ｓ本文设计系统的响应时间／ｓ１００００．２５０．０２２００００．３６０．０３３００００．４３０．０４４００００．５８０．０５５００００．７４０．０６６０００１．０２０．０６７０００１．５４０．０６８０００２．０３０．０６㊀㊀由表４可知，本文分别选取了１０００人㊁２０００人到８０００人的同时登录人数㊂登录人数越多，对系统的压力越大，测试对系统运行效果的影响㊂根据表４内容，绘制对比图，如图３所示㊂㊀㊀在其他条件均不变的情况下，传统实验室仪器设备智能管理控制系统的响应时间相对较长，随着同时登录人数的增加，系统响应时间随之延长㊂当系统同时登录人数超过４０００人时，系统响应时间增加速度加快㊂当系统同时登录人数达到８０００人时，系统响应时间达到了２．０３ｓ，影响了系统运行效果㊂因此，使用传统智能管理控制系统能够接受同时登录人数为５０００，超出此人数，系统将会出现卡顿㊁甚至崩溃的现象，智能管理控制效果随之下降，系统整体运行水平亟待加强㊂187654322.52.01.51.00.5响应时间/s系统同时登录人数/人传统实验室智能管理控制系统的响应时间本文设计的基于物联网的实验室智能管理控制系统的响应时间图３㊀测试结果对比图Ｆｉｇ．３㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎＣｈａｒｔｏｆＴｅｓｔＲｅｓｕｌｔｓ㊀㊀本文设计的基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统的响应时间相对较短，始终在０．０７ｓ以内㊂并且，当系统登录人数超过５０００人后，本文设计的系统响应时间稳定在０．０６ｓ左右，并不会影响系统整体运行效果㊂因此，使用本文设计的智能管理控制系统能够接受同时登录人数可达８０００人及以上，系统并不会出现卡顿或崩溃的现象，系统整体运行水平较高，智能管理控制水平随之提升，符合本文研究目的㊂４㊀结束语近些年来，科研实验室的建设加快，推动了科技技术的发展，为高校㊁工业等领域创造了价值㊂实验室仪器设备智能管理控制效果，是实验室未来发展的关键指标㊂在管理控制过程中，主要以集中资源管理控制为主，发挥出各个管理智能的优势，为实验室提供良好的使用环境㊂为了进一步提高实验室仪器设备智能管理控制效果，本文设计了基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统，有效地应对了实验室科研建设的挑战㊂参考文献［１］邓君，张莹，肖忠新，等．基于前馈控制的质控管理措施在医学实验室管理中的应用研究［Ｊ］．中国高等医学教育，２０２１（０４）：４２，１３９．［２］霍俊锋，孙小芳，张凡非，等．山西省疾病预防控制中心病原微生物实验室管理的现状分析［Ｊ］．中国药物与临床，２０２０，２０（０６）：９８７－９８９．（下转第１４９页）３４１第７期翟丽：基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的实验室仪器设备智能控制系统Copyright©博看网. All Rights Reserved.代价值1.000.990.980.97246路径序号代价值图９㊀路径代价图Ｆｉｇ．９㊀Ｐａｔｈｃｏｓｔｄｉａｇｒａｍ跟踪路径最优路径6.05.55.04.54.03.53.02.520406080100120140160180纵向位移/m横向位移/m图１０㊀最优路径跟踪Ｆｉｇ．１０㊀Ｏｐｔｉｍａｌｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇ５㊀结束语本文使用ＬＳＴＭ网络对换道终点位置进行预测㊂首先，通过ＮＧＳＩＭ数据集对单次换道数据的提取进行重新定义㊂其次，对于部分轨迹存在的尖峰及波动等现象，采用指数加权移动平均（ＥＷＭＡ）对轨迹数据的横纵坐标进行平滑处理，使得网络模型的精度提高了１４．２５％㊂建立了行车的安全区域模型，分析与前后车发生碰撞点的坐标及不发生碰撞的最小安全距离，同时对预测结果进行验证㊂最后，使用样条曲线对轨迹进行拟合，在安全性与舒适性的评价指标下综合筛选出最优路径㊂仿真结果表明本文所提出的路径规划方法可以为自主车辆提供安全无碰撞的最优路径㊂参考文献［１］ＺＨＡＯＤＩＮＧ，ＬＡＭＨ，ＰＥＮＧＨ，ｅｔａｌ．Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａｕｔｏｍａｔｅｄｖｅｈｉｃｌｅｓｓａｆｅｔｙｉｎｌａｎｅ－ｃｈａｎｇｅｓｃｅｎａｒｉｏｓｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｓａｍｐｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ．２０１７，１８（３）：５９５－６０７．［２］ＡＬＴＣＨ Ｆ，ＦＯＲＴＥＬＬＥＡＤＬ．ＡｎＬＳＴＭｎｅｔｗｏｒｋｆｏｒｈｉｇｈｗａｙｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ［Ｃ］／／２０１７ＩＥＥＥ２０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ（ＩＴＳＣ）．Ｙｏｋｏｈａｍａ，Ｊａｐａｎ：ＩＥＥＥ，２０１７：３５３－３５９．［３］ＬＩＹａｇｕａｎｇ，ＹＵＲ，ＳＨＡＨＡＢＩＣ，ｅｔａｌ．Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｒｅｃｕｒｒｅｎｔｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ：Ｄａｔａ－ｄｒｉｖｅｎｔｒａｆｆｉｃｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ａｒＸｉｖｐｒｅｐｒｉｎｔａｒＸｉｖ：１７０７．０１９２６，２０１７．［４］吴昊．基于Ｓｏｃｉａｌ－Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ－ＧＡＮ的车辆换道轨迹预测算法研究［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０２０．［５］ＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＬＵＢｉｎｇ，ＬＩＪｕｎ，ｅｔａｌ．ＲｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｌｏｃａｌｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｆｏｒａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｔｈＬＳＴＭｂａｓｅｄｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，１９（４）：２７３８－２７４９．［６］黄玲，郭亨聪，张荣辉，等．人机混驾环境下基于ＬＳＴＭ的无人驾驶车辆换道行为模型［Ｊ］．中国公路学报，２０２０，３３（０７）：１５６－１６６．［７］黄蕴麒．基于驾驶意图识别的车辆轨迹预测模型［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０２１．［８］曾德全，余卓平，张培志，等．三次Ｂ样条曲线的无人车避障轨迹规划［Ｊ］．同济大学学报（自然科学版），２０１９，４７（Ｓ１）：１５９－１６３．［９］吕佳，邱建岗．智能汽车避障路径规划与跟踪控制研究［Ｊ］．机械设计与制造，２０２１（１１）：１６６－１７１．［１０］ＷＡＮＧＹｉｎａｎ，ＱＵＴｉｎｇ，ＣＨＵＪｉａｎｘｉｎ，ｅｔａｌ．Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆｖｅｈｉｃｌｅｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅｂａｓｅｄｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ［Ｃ］／／２０１９ＣｈｉｎｅｓｅＣｏｎｔｒｏｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＣＣＣ）．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ：ＩＥＥＥ，２０１９：３１５７－３１６２．［１１］张颖达，邵春福，李慧轩，等．基于ＮＧＳＩＭ轨迹数据的换道行为微观特性分析［Ｊ］．交通信息与安全，２０１５，３３（０６）：１９－２４，３２．［１２］ＺＥＮＧＤｅｑｕａｎ，ＹＵＺｈｕｏｐｉｎｇ，ＸＩＯＮＧＬｕ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｖｅｌｒｏｂｕｓｔｌａｎｅｃｈａｎｇｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐｌａｎｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｖｅｈｉｃｌｅ［Ｃ］／／２０１９ＩＥＥＥＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＶｅｈｉｃｌｅｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ（ＩＶ）．Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ：ＩＥＥＥ，２０１９：４８６－４９３．［１３］黄晶，蓟仲勋，彭晓燕，等．考虑驾驶人风格的换道轨迹规划与控制［Ｊ］．中国公路学报，２０１９，３２（０６）：２２６－２３９，２４７．［１４］赵树恩，王金祥，李玉玲．基于多目标优化的智能车辆换道轨迹规划［Ｊ］．交通运输工程学报，２０２１，２１（０２）：２３２－２４２．［１５］王崇伦，李振龙，陈阳舟，等．考虑换道约束空间的车辆换道模型研究［Ｊ］．公路交通科技，２０１２，２９（０１）：１２１－１２７．（上接第１４３页）［３］秦德仪．基于Ｓ３Ｃ２４４０微处理器的无线数据采集系统的设计与实现［Ｊ］．仪器仪表与分析监测，２０２１（０４）：１４－１６．［４］孙澄宇，于军，鲁志海．基于 互联网＋ 的高校实验室智能管理信息系统构建［Ｊ］．数字技术与应用，２０２１，３９（１０）：１２９－１３１．９４１第７期杨威，等：基于ＬＳＴＭ网络预测智能车辆变道的路径规划研究Copyright ©博看网. 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