基于arm的远程温度监测系统的设计(编辑修改稿)

基于arm的远程温度监测系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。 图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。 高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。 计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。 计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。 图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。 斜率累加器比较预置预置计数器1低温度系数晶振 LSB 置位/清除—0温度寄存器 加1=0高温度系数晶振计数器2图25：DS18B20测温原理框图DS18B20有4个主要的数据部件：（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。 64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。 光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 （2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 图26：DS18B20温度值格式表这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，；如果温度小于0，这5位为1。 例如+125℃的数字输出为07D0H，+℃的数字输出为0191H，℃的数字输出为FF6FH，55℃的数字输出为FC90H。 图27：DS18B20温度数据表（3）DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。 图28：配置寄存器结构:低五位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。 在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。 R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）图29：温度分辨率设置表您可以在web网页上设置温度的上下限的阈值，当温度不在这一范围内时，就会使蜂鸣器报警响铃，如果高于上限报警器每隔1秒响一次，低于下限则报警器响5秒钟，在区间内不响。 传感器如果测量的值恢复正常的话，就会关闭蜂鸣器，不然会一直响铃报警。 程序运行后，温度测量程序每隔十秒钟测一次，每次测量都会把时间，温度值存入数据库中，远程控制监测cgi页面，每次刷新，都会把入库的所有数据显示在页面上，你通过它可以清楚的看到每次的温度记录。 3开发流程：（1）本次开发环境为fedora9（2）编译器为armlinuxgcc （3）开发板为arm116410开发板（4）温度传感器为DS18B20：一、使用tar –zxvf 命令解压，这时会生成opt文件夹。 进入文件夹opt/FriendlyARM/toolschain/。 使用su 命令进入root用户，使用命令mkdir在/usr/local/目录下创建arm目录。 并使用cp –。 打开/etc/下的bashrc文件，在最后加上以下内容：export PATH=$PATH:/usr/local/arm/。 重启linux系统，此时交叉编译器安装完毕。 二、安装sqlite3数据库使用tar –zxvf 命令解压，进入root用户并进入解压出来的文件夹执行命令./configure host=armlinux perfix=/usr/local/sqlite3 makemake install此时嵌入式版本的sqllite3数据库安装完毕了。 三、数据库移植我们用的是ftp下载，也可以使用其他的方式下载到板子上：把刚安装好的数据库移植到开发板上，首先把串口线，网线等与开发板连接好，打开SecureCRT这个工具，打开串口，启动开发板。 在linux系统中进入root用户使用命令。 （1）service vsftpd restart启动ftp。 （2）service iptables stop关闭防火墙。 （3）ifconfig 查看PC 机linux系统的ip。 （4）cp /usr/local/sqlite3/bin/sqlite3 /var/ftp/这样把sqlite3复制到/var/ftp/目录下去，等待向板子上下载。 （5）cp /usr/local/sqlite3/lib/ /var/ftp/目录下。 在开发板上的终端创建目录/project/进入并执行：ftp +PC机的linux的ip地址，输入anonymous(表示匿名登录)回车，再输入回车（不需要密码）。 4，使用命令get sqlite3下载sqlite3,在使用命令get。 把sqlite3放在/usr/bin/目录下，,并在该目录下执行：ln –s ln –s 到现在板子上已经有了sqlite3数据库了，即移植数据库完成了。 四、驱动的编译及下载新建一个Makefile文件，用vi打开，在里面写上obj:=。 解压缩，使用命令：cp config_mini6410_h43 .config因为板子的液晶屏是h43的，所以必须使用这一个文件。 执行make zImage，如果没有错误，则可以进行下一步，此镜像可以下载到开发板上运行。 然后再执行命令：make –C /home/dell/C后边的是内核的路径，M后边是驱动程序的路径，modules表示编译成模块（此编译方法为内核外编译）。 并将其复制到/var/ftp/目录下，等待下载到板子上，用下载数据库的办法。 五、 驱动程序的加载及创建设备节点：（推荐）。 都放到一个目录下，易于操作管理。 使用命令insmod ，此时会出现一个主设备号251或者其他数字，在使用mknod /dev/DS18B20 c 251(主设备号) 0 回车创建设备节点，以后提供给用户的就是这个节点文件，他可以open,read,close,write等操作。 使用同样的办法，创建蜂鸣器的设备文件节点。 此时，你可以执行测试程序，查看一下效果。 六、应用程序及web页面程序的运行以及pthread程序下载到板子上。 在目录/lin/project/work/目录下创建date数据库sqlite3 date便可创建。 再执行pthread这个程序，这时，后台程序就已经开始运行了。 打开浏览器。 4软件设计 DS18B20驱动程序一 18b20驱动程序分为几个模块函数，l 寄存器的设置（输入） void tmp_input(void )l 寄存器的设置（输出） void tmp_output(void)l IO口的设置（高电平） void tmph(void)l IO口的设置（低电平） void tmpl(void)l 向18b20写一个位 void wrbt(uchar bite)l 从18b20读一个位 uchar rdbt(void)l 向18b20写一个字节 void wrbyte(uchar k)l 从18b20读一个字节 uchar rdbyte(void)l 复位初始化18b20 uchar reset(void)l 打开设备节点（向用户提供的）int DS18B20_open(struct inode *inode,struct file *file)l 关闭设备节点（向用户提供的）int DS18B20_release(struct inode *inode,struct file *file)l 对18b20进行ROM操作命令static ssize_t DS18B20_read(struct file *filp,unsigned char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)。 二 驱动的框架（1）驱动框架包括向内核注册驱动信息，从内核删除驱动信息（防止内核污染），设备的主次设备号的获取，static struct file_operations DS18B20_fops={.owner = THIS_MODULE, //拥有该结构模块的指针，避免在操作时被卸载，一般初始化为THIS_MODULE（2）对外操作 open = DS18B20_open, //对外提供打开操作.release = DS18B20_release,//当file结构指针释放时，调用次函数，即：当最后一个打开该设备文件的用户调用close时，将调用此函数//release 函数的主要任务是清理未结束的输入/输出操作、释放资源、用户自定义排他标志的复位等 .read = DS18B20_read, //对外提供读操作 .write = DS18B20_write, //对外提供写操作.unlocked_ioctl = DS18B20_ioctl,//该函数是特殊的控制函数，可以通过它向设备传递控制信息或从设备取得状态信息，即为io控制函数}。 （3）设备号生成static struct cdev DS18B20_devs。 int major=0。 static void DS18B20_setup_cdev(struct cdev *dev,int minor,struct file_operations *fops){int err,devno=MKDEV(major,minor)。 //把0和原来生成的设备号再合并到一块去 ，再生成一个设备号，表示有一个设备 cdev_init(dev,fops)。 devowner=THIS_MODULE。 devops=fops。 //把dev的ops设置成为fopserr=cdev_add(dev,devno,1)。 //向内核注册新生成的devno信息，1表示和设备关联的的设备书目if(err) //判断设备是否存活，如果cdev_add()调用成功的话，设备就可以使用了，外部的应用程序对它的操作，内核就会允许了 { printk(Error %s adding DS18B20 %d\n,KERN_ALERT,minor)。 printk(Error %d adding DS18B20 %d\n,err,minor)。 }}（4）申请设备号static int DS18B20_init(void){ int result。 dev_t dev=MKDEV(major,0)。 //申请设备，major为主设备号，0为次设备号，表示自动分配设备号if(major) //表示如果已经有了主设备号，就直接注册设备号 { result=register_chrdev_region(dev,1,DS18B20_DEVICE_NAME)。 } else //如果没有主设备号， { result=。