随着网络和通讯技能的生长，嵌入式体系现已进入高速生长阶段。并在社会各个范畴得到了遍及的应用。本文先容了一种采取ARM+uCLinux作为开辟平台。实现基于TCP／IP的长途体系监控．从而代替传统单片机来实现数据征求、预处理惩罚和通讯成果；并寄托互联网将数据向上位机发送，同时支持远端客户对配置举行长途控制，从而实现长途监控成果的详细要领。
　　

　　1 体系平台的构建

　　

　　本体系由嵌入式平台办事器、前端控制器、前端传感器、客户端和配置PC构成。开辟时可通过配置PC来下载体系和应用软件。嵌入式体系平台可以或许网络现场数据。并发送到远端客户机，之后由远端客户机对数据举行处理惩罚，接着发送控制信号给体系办事器，以便通过前端控制器对配置举行长途控制。其体系布局如图1所示。

 

　　1．1 硬件开辟平台

　　

　　该体系的硬件开辟平台可选择SmartARM2200。该嵌入式配置的内核是ARM7TDMI的LPC2210．开辟板自身具有A／D转换器和多个GPIO(通用I／O)口，可对产业现场的种种配置、仪表举行数据征求和监控。利用时，只要将相应的传感器信号接入控制器的端口即可。其开辟板体系的硬件配置如图2所示。

　　1．2 uCLinux操纵体系

　　

　　操纵体系是嵌入式配置软件的内核部分。本体系采取uCLinux体系平台来完成对硬件体系的办理和维护。uCLinux是遍及应用于微控制范畴的一种嵌入式Linux操纵体系。它通过对标准Linux内核的淘汰，可去除假造内存办理部分代码，以对内存分派举行优化。从而到达进步体系运行服从的目标。uCLinux则可颠末各方面的小型化改革形成一个高度优化、代码紧凑的嵌入式Linux，它保存了Linux的大多数好处，包括稳固、精良的移植性、良好的网络成果、完备的文件体系支持、丰富的API等。

　　

　　1．3 uCLinux在ARM平台上的移植

　　

　　若将uCLinux移植到SmartARM2200上，必要举行以下四个步调：

　　(1)下载源码，创建交错编译环境

　　

　　uCLinux是自由软件(完全开放代码)。用户可以直接从http：／／www．uclinux．org／pub／uclinux处下载源代码并安置到Red Hat9．0体系下，以便正常在Red Hat9．0创建起交错编译环境。

　　

　　(2)配置和编译内核

　　

　　进入到安置好的uCLinux目次，依次实行下面的下令：

　　

　　make menuconfig；进入配置菜单后，选择Vendor／Product(厂商／产品)下的PHILIPS／lpc2200；用Kernel Version(内核版本)选择Linux-2．4．x，Libc Version(函数库版本)选择uClibc：别的内核和应用步伐选项可根据环境选择。

　　make dep

　　make clean

　　make lib_only

　　make user_only

　　make romfs

　　make image

　　make

　　

　　编译结束后会在uCLinux安置目次下天生romfs．img文件，利用它可以制作RAM Disk，然后在linux-2．4．X目次下天生elf格局的Linux内核文件，并以下列方法将其转换成bin格局：

#arm-elf-objcopy-O binary linux linux．bin从而天生下载用的uCLinux内核镜像文件linux．bin。

　　

　　(3)制作Ram Disk挂栽根文件体系

　　

　　起首创建一个512 kB的假造磁盘，并将假造磁盘文件格局转化成ext2格局：

dd if／dev／zero of=initrd．img bs=1024 count=512

mkfs．ext2-c init．img

　　

　　然后将init．img和romfs．img加载到主机文件体系上，并在RAM中创建必要的目次：／bin，／dev，／etc，／var，进而拷贝ROM中的文件到ram目次中。

　　

　　下来在RAM盘dev目次下创配置置装备摆设节点：

 

　　#mknod ram／dev／ttyS0 c 4 64

　　#mknod ram／dev／console c 5 1

　　

　　后卸载init．img和romfs．img，并应确保init．img修改已生存，至此，RAM DISK便创建完成。

　　

　　(4)下载内核和文件体系

　　

　　精确设置主板启动选择跳线。主板加电后，在超等终端上便可以看到BootLoader引导信息，可选择默认的FTP连接，并利用BootLoader默认的IP举行下载，然后启动gftp，输入主板默认的IP和端标语。如许，linux主机就可以和主机连接，末了选择必要下载的Linux内核文件和RAM盘及相干的配置文件即可。

　　

　　2 监控体系成果的实现

　　

　　监控体系重要由3个部分构成：数据征求部分，配置控制部分，数据传输部分。数据征求部分可对传感器信号举行A／D转换，并对征求到的数据举行大略的处理惩罚，同时提供调解运行参数的接口。数据传输部分可将征求的数据发送到远真个主机，并吸取远端主机的控制信息。远端主机则对传输过来的长途数据举行处理惩罚、存储和表现，并可以修改数据征求部分的参数以控制数据征求，同时依据征求到的数据对配置发出操纵指令，或对远真个配置举行控制，从而实现长途监控成果。

　　

　　2．1 数据征求

　　

　　利用A／D转换配置前，起重要创配置置装备摆设节点，并加载ADC驱动，然后通过open()和close()将其打开和封闭．重要的数据征求步伐如下：

　　……

　　ioctl(fd，ADC_SET_CLKDIV，(Fpclk+fadc1)/fadc-1)；／／设置A／D转换速率；

　　ioctl(fd，ADC_SET_BITS，10)；／／设置A／D转换精度；

　　while(1) {

　　ad_data=0；

　　read(fd，&ad_data，sizeof(ad_data))；／／读取A/D转换的值；

　　……

　　

　　2．2 GPIO配置控制

　　

　　同A／D转换配置雷同，利用GPIO也需先创配置置装备摆设节点并加载驱动。对GPIO操纵前，应通过open()打开，利用后应通过close()封闭。

　　

　　起首。选定开辟板上没有利用过的GPIO端口，设置其输入／输入状态，然后根据客户端返回的信息对端口举行操纵，输出0／1的电平，以使其外部连接的继电器举措。从而控制配置的运转。步伐重要通过函数ioctl来实现。ioctl是配置驱动步伐中对配置的I／O通道举行办理的函数，通过它可对配置的一些特性举行控制．其函数本相为：

int ioctl(int fd，ind cmd，…)；

　　

　　此中，fd是用步伐打开配置时，利用open函数返回的文件标示符；cmd是用户步伐对配置的控制下令；至于背面的省略号，则是一些补充参数(一样平常最多一个，有或没有是和cmd的意义相干的)。在这里，可通过如下一组函数来实现：

 

　　ioctl(fd1，GPIO_SET_PIN_IN，devicel)；

　　／／设置管角为输出状态；

　　ioctl( fd2， GPIO_SET_PIN_OUT， devicel_state)；

　　／／设置管角为输入状态；

　　ioctl(fd2,GPIO_READ_PIN,&devicel_state)；

　　／／读取配置状态管角；

　　ioctl(fd1，GPIO_CLR_PIN,device)；

　　／／打扫配置管角控制信号；

　　

　　2．3 网络通讯步伐

　　

　　网络通讯步伐可利用TCP／IP协议下标准的socket套接字编写。套接字(socket)是网络通讯的根本操纵单位。它提供了差别主机间进程双向通讯的端点。这些进程在通讯前应各自创建一个socket，并通过对socket的读／写操纵实现网络通讯成果。常用的套接字有两种：流式套接字(Stream Socket)和数据报套接字(Datagram Socket)。此中，流式套接字是可靠的面向连接的通讯数据流，是无错误的传输；而数据报套接字则利用UDP来发送数据包，数据包的次序是没有保障的。本体系采取流式套接字举行步伐计划。

　　

　　流式套接字的办事进程和客户进程创建连接及通讯的步伐流程如图3所示。现详细阐明如下：

 

　　(1)办事进程起首调用socket()创建一个流式套接字，并调用bind()将办事器地点系缚在该套接字上，接着调用listen()监听连接恳求，随后调用accept()做好与客户进程创建连接的准备。无连接恳求时，办事进程被壅闭；

　　

　　(2)客户进程先调用socket()创建流式套接字，然后调用connect()向办事进程发出连接恳求；

　　

　　(3)当连接恳求到来后，办事进程被唤醒，并天生一个新的流式套接字。同时用新套接字同客户进程的套接字创建连接，而办事进程最早天生的套接字则连续用于监听网络上的办事恳求；

　　

　　(4)办事进程和客户进程通过调用send()和recv()来互换数据，办事器可向客户端发送所网络的数据。客户端则向办事器反馈控制信息和参数调解信息；

　　

　　(5)办事进程或客户进程可通过调用close()来撤除套接字并停止连接。

　　

　　办事器真个步伐通过交错编译环境编译后。可通过NFS(网络文件体系)下载到开辟板中，然背工动参加到rc引导文件中。即可实现开机主动运行。

　　

　　 结束语

　　

　　基于ARM和CLinux嵌入式体系代表了如今嵌入式体系的生长方向。嵌入式体系与网络技能和控制技能相连合．是嵌入式体系生长的肯定趋势。本文讨论了基于ARM+uCLinux平台的网络控制体系计划与实现要领。并对该平台下应用TCP／IP协议举行网络通讯举行了探究。该要领对付主动化楼宇、产业控制、智能家居等方面都有肯定的鉴戒意义。