李红　平顶山学院　信息工程学院　河南平顶山　467000



基于ARM9的环境监控系统在基站中的应用

李红平顶山学院信息工程学院河南平顶山467000

【文章摘要】

针对日前基站环境监控系统的应用状况，提出了一种在ARM嵌入式平台上实现基站环境监控系统的方法。本文选用S3C2440为硬件控制核心，通过对嵌入式Linux操作系统的移植以及相关应用程序开发，实现了一种基于Boa服务器的基站环境监控系统。为今后嵌入式监控系统在基站中的应用打下了坚实的基础。

【关键词】

嵌入式Linux；S3C2440；系统移植；监控系统

0　引 言

本文的设计内容为基站环境监控系统，最终的目标是实现一种应用于基站的环境监控系统，该系统可以在服务器主页上实时显示基站的温度、湿度、粉尘浓度，并且能够通过主页对基站各处的灯光进行控制。

本课题最终使用天祥电子推出的TX2440A开发板作为硬件设备，运用嵌入式Linux作为终端操作系统，本课题主要进行了终端操作系统的移植、应用程序驱动设计和移植以及服务器主网页制作等工作，下面进行具体的介绍。

1　操作系统的移植

1.1U-boot的移植

U-boot作为通用的 Bootloader 可以方便地移植到其他的硬件平台上。且此次研究使用较为稳定的1.1.6版本，且交叉编译工具使用的是3.2.2版本，移植的具体操作步骤如下：

首先在对顶层Makefile文件进行修改后，由于主控芯片相似，故现将smdk2410的相关文件都更改为TX2440。然后进入顶层目录，测试能否编译成功 。最终还需对SDRAM的相关文件进行配置包括lowlevel_init.S、speed. c等。

1.2Linux内核的移植

Linux的内核移植步骤具体如下：⑴、修改Linux目录顶层Makefile，指定系统硬件架构与交叉编译器。

⑵、修改arch/arm/mach-s3c2440/ mach-smdk2440.c。⑶、配置内核：#make menuconfig <—进入图形化配置界面，导入S3C24XX系列开发板板级支持包（BSP）。

在完成上述操作后，内核能正常在目标板上运行并完成最基本的功能。之后可根据相关需求增加相应功能。

1.3构建根文件系统

根文件系统是存放 Linux 系统所必须的各种工具软件、库文件、脚本、配置文件和其他特殊文件的地方, 也可以包括各种软件包。根文件系统一般包括如下内容:1）基本的文件系统结构, 包含一些必须的目录, 比如:⑴、/dev, /proc, /bin, /etc, /lib, /usr, /tmp。⑵、基本程序运行所需的库函数, 如:Glibc/uC- libc。⑶、基本的系统配置文件。⑷、必要的设备支持文件。⑸、基本的应用程序等。

2　环境监控系统的实现

2.1数字温度采集模块驱动设计

该系统使用DS18B20温度传感器对基站机房内部温度进行采集，用户能够通过以太网对目标板Boa服务器进行访问，通过服务器主页所显示的远端基站实时温度。温度传感器DS18B20采集温度的工作流程如图1所示：

图1　DS18B20采集温度的工作流程

以上提及到的函数都是在DS18B20模块的驱动中实现的。温度传感器在Linux操作系统dev目录下，可调用函数fd=open（“/dev/ TX2440-dsl8b20”，0），打开Linux操作系统中的温度传感器DS18B20。其中，fd是传感器设备开启后返回的文件描述符。关闭温度传感器 DS18B20的函数为close（fd）。

2.2ADC数字转换模块驱动设计

该系统使用两个可调阻值电阻RP1、RP2对基站机房内的湿度、粉尘浓度进行模拟采集。通过RP1、RP2电阻值的改变，模拟出湿度与粉尘浓度的实时变化。ADC工作流程图如图2所示：

图2　ADC工作流程

在嵌入式Linux操作系统中，要打开ADC设备则需要调用fd = open（"/dev/TX2440-adc",0）实现。使用ret = ioctl（fd, ch, 0）实现ADC转换通道的选择。其中，关闭ADC转换的函数close（fd）。 2.3 创建嵌入式web服务器

Boa 是一款单任务的 HTTP 服务器,它会为 CGI 程序创建新的进程。同时它还具有自动生成目录、自动解压文件等功能, 因此, Boa具有很高的 HTTP 请求处理速度和效率, 在嵌入式系统中具有很高的应用价值。

Boa的具体移植步骤过程如下：⑴、使用4.1.2交叉编译器编译Boa服务器，并对Boa服务器的源码所支持的构架进行设置，使其支持嵌入式平台。⑵、 配置boa的相关目，主要是对Boa.conf文件进行相应的配置。

3　环境监控系统主页面的实现

环境监控系统主页面实现分为两部分，第一部分包括登陆部分使用logic.c实现以及主页面的实时监控部分，其中分别包括LED、ADC、温度传感器等程序来进行实现。第二部分是对页面的制作，包括登陆界面以及主控界面的编写。环境监控主页面如图3所示：

图3　主页面效果图

4　总结

本次课题基本完成最初的既定目标，完成了一个基于嵌入式的基站远程监控系统。远程客户端可以通过以太网登陆嵌入式服务器。对远端基站环境工况得到实时的监控。并对未来进一步完善应用于基站的环境工况数据系统，打下了一定技术基础。

【参考文献】

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