基于基于S3C6410的远程无线环境监测系统设计的远程无线环境监测系统设计
从实际应用出发并结合近年来环境监测技术的发展趋势,设计了一套以S3C6410为主要硬件平台、以嵌入式
Linux为主要软件平台的远程环境监测系统。该系统采用B/S架构,具有低成本、低功耗、高稳定的特点。用户
通过Internet上的任何终端(如电脑、手机等)来访问该系统,可非常方便地对监测区域进行实时的监测。该系统
支持多个用户同时登陆,兼容多种浏览器,具有较高的安全性,在环保行业、制造行业、交通行业的环境监测
方面具有一定的推广应用价值。
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目前,环境监测尚存在一些不足。传统的环境监测以人工采样和实验室分析为主,操作比较繁琐;监测系统监测领域较
窄,不能对环境进行全面的评估;设备功能单一,不能满足人们较高的环境监测需求。
本文从实际出发,设计了一种基于嵌入式技术的远程无线环境监测系统。该系统基于ARM11和嵌入式
1 系统总体设计系统总体设计
系统以开源的Linux为操作系统平台,采用B/S模式结构,以
本系统主要有监测前端和监测终端两部分。监测前端主要由S3C6410处理器、USB摄像头和温湿度传感器组成;监测终端
主要是PC、手机等。当有用户请求时,客户端网页浏览器主动与服务器建立网络连接。客户机与Web服务器之间利用Ajax技
术[7]进行异步通信,保证了安全可靠的Web应用交互。用户信息、每个用户的登陆信息和温湿度信息都保存在SQLite数据库
表中。当有用户登陆时,后台的CGI验证程序就会查询存有用户信息的数据库表,如果验证成功就会返回登陆的主控页面,否
则返回带错误提示的登陆页面。
2 系统硬件设计系统硬件设计
本系统的硬件总体结构图如图2所示。
主控平台选用友善之臂的Tiny6410开发平台,主要包括S3C6410控制器、2 GB Nand Flash、256 MB SDRAM和外围接
口。在Nand Flash中保存有U-Boot、Linux内核、UBIFS文件系统、驱动程序、与Web服务相关的程序以及其他应用程序。主
控平台的功能主要是控制采集视频图像、对采集的视频图像进行压缩、网络传输视频图像、控制采集和保存温湿度数据、为客
户机提供Web服务。
USB摄像头选用罗技的C270摄像头,其主要功能是完成视频监控图像的采集,为S3C6410提供原始视频图像。温湿度传感
器选用含有己校准数字信号输出的DHT21[8],其功能为采集温湿度数据。
3 系统软件设计系统软件设计
从功能上来说,整个系统需要完成温湿度传感器和摄像头的驱动,温湿度数据的采集、存储和传输,视频图像的采集与传输。
如图3所示,整个系统的软件分为底层和应用层。底层主要包括U-Boot、Linux内核、UBIFS文件系统和驱动程序;应用层
则包括视频图像采集和发送程序、温湿度采集程序、Web服务器、后台CGI程序以及Web服务器上的网页相关脚本程序。应用
程序通过驱动程序提供的接口来调用内核空间的数据。