电子与信息工程毕业论文：基于ARM的湿度监测系统设计.doc

1、 本 科 毕 业 设 计 基于 ARM 的湿度监测系统设计 所在学院 专业班级 电子与信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘要 现代社会中，湿度与人们的日常生活与工作已经开始密切相关起来，湿度在越来越多的领域和人们打起交道来，并愈发变得重要，几乎 已经很难找出一个与湿度无关的领域了。在气象学和水文学中，空气湿度是据顶蒸发和蒸腾的重要数据，它对不同的气候产生决定性的作用；在医学中，空气湿度与呼吸之间关系紧密，如一般人在 45 55%的相对湿度下会感觉最舒适，过热而不同风的房间相对湿度会较低，对皮肤不良，也肯那个对粘膜有刺激；在生物学中，空气湿度是生态系统中的关键因素，

2、它能决定一个生态系统的组成；在储藏和生产中，许多货物如化学药剂、烟、酒、木、艺术品、集成电路等对湿度有很高的要求，于是许多仓库、博物馆、图书馆、计算机中心和工厂都会装有空调来调节湿度；在农林 业和林业种，武器弥漫的森林湿度过低可能在农业上导致土壤流失和植物失水和减产；在建筑中，建筑物理把人体的主观热感觉看做一个很重要的考虑点，于是相对湿度是衡量建筑室内热环境的一个重要指标等等。 于是，湿度的监测也同样变得日渐重要起来。通过对当前湿度的检测，读取，然后采取必要的湿度控制措施，能为为人们的生产生活带来巨大的利益。现今随着科学技术的发展以及制造工艺的提升，各种各样的湿度测量器件以及湿度测量或监控系统

3、也开始在人们的日常生活和生产中使用并变得必须。 1981 年， IBM PC 机上市， MS-DOS 作为配套的操 作系统， 1991 年出现了 Linux 操作系统。嵌入式系统的应用与开发成为 IT 产业的热点，嵌入式操作系统的移植是嵌入式开发的重要组成部分。嵌入式是软件和硬件的结合，进行嵌入式操作系统的移植，首先要确定硬件，目前嵌入式移植中的软件中 ARM 在国内占据主要地位。 Linux 系统是一种支持多种处理器结构的多任务操作系统，内核小巧容易裁剪，移植性很强。 Linux 在 ARM 平台上的移植的基本主要步骤就是：建立交叉编译环境，移植 bootloader，移植 Linux 内核

4、。 关键词： 湿度；嵌入式； ARM； Linux II Abstract In modern society, humidity, and peoples daily life and work has started up and is closely related to the humidity in the growing number of areas and people playing dealings to, and become increasingly important, has almost nothing to do with humidity is difficu

5、lt to find a areas of the. In meteorology and hydrology, air humidity, according to the top of the key data evaporation and transpiration, its different climate have a decisive role; in medicine, the relationship between air humidity and respiratory close, as most people in the 45-55% The relative h

6、umidity will feel most comfortable, hot and different relative humidity of the room air will be lower, bad skin, but also willing to that of the mucous membrane irritation; in biology, the air humidity is a key factor in the ecosystem, it can determine the composition of an ecosystem; in storage and

7、 production, many goods such as chemicals, tobacco, wine, wood, art, integrated circuits have high humidity requirements, so many warehouses, museums, libraries, computer centers and Factories are equipped with air conditioning to regulate the humidity; in agroforestry and forestry species, weapons,

8、 forest filled with low humidity may result in agriculture, water loss and soil erosion and plant production cuts; in construction, building physics to the human body to see the subjective thermal sensation to be a very important consideration, so the relative humidity is a measure of indoor thermal

9、 environment is an important indicator and so on. As a result, humidity monitoring is also becoming increasingly important. Humidity on the current test, read, and then take the necessary humidity control measures for production and living for the people bring huge benefits. With the development of

10、modern science and technology and manufacturing process improvement, a variety of moisture and humidity measurement device measuring or monitoring system began in peoples daily life and production use and has become necessary. In 1981, IBM PC machine market, MS-DOS as a supporting operating system,

11、appeared in 1991, Linux operating system. Application and development of embedded systems become a hot IT industry, the embedded operating system migration is an important part of embedded development. Embedded is a combination of hardware and software, the embedded operating system migration, we mu

12、st first determine the hardware, the software is currently embedded in the ARM transplantation a dominant position in the country. Linux supports multiple processor system is a multitasking operating system structure, the kernel small and easy to cut, highly portable. Linux on ARM platform migration

13、 step is the basic principal: the establishment of cross-compiler environment, transplants bootloader, Linux kernel transplantation. Key words: humidity; embedded; ARM; Linux III 目录 前言 . 1 第 1 章 整体方案设计 . 2 第 2 章 Linux 系统环境的建立 . 3 2.1 VMware Workstation 的安装 . 3 2.1.1 VMware Workstation 软件简介 . 3 2.1.2

14、 安装 VMware Workstation . 3 2.2 Red Hat Linux 9.0 的安装 . 3 2.2.1 Red Hat Linux 9.0 软件简介 . 3 2.2.2 安装 Red Hat Linux 9.0 . 3 2.3 VMware tools 的安装 . 5 第 3 章 交叉编译环境的搭建 . 6 3.1 实验板系统和交叉编译系统简介 . 6 3.2 vivi，内核和 root 文件系统的烧写 . 6 3.2.1 用 Jflash-s3c2410 软件烧写 vivi . 6 3.2.2 利用 vivi 通过超级终端重新下载 vivi . 7 3.2.3 利用 v

15、ivi 烧写内核和 root 文件系统 . 8 3.3 Linux 交叉编译环境的搭建 . 8 3.4 QVFB 模拟程序的使用 . 9 3.4.1 QVFB 的安装 . 9 3.4.2 MiniGui 相关文件在 linux 中 QVFB 下的安装运行 . 9 3.6 交叉编译调试环境的建立 . 11 3.6.1 Linux 下 NFS 的配置及启动 . 11 3.6.2 烧写 big_sys . 12 第 4 章 MiniGUI 的移植 . 13 4.1 MiniGUI 简介 . 13 4.2 安装 MiniGUI 资源文件 . 13 4.3 安 装 MiniGUI 库文件 . 14 第

16、5 章 人机交互界面的实现 . 16 5.1 湿度模块简介 . 16 IV 5.2 湿度显示程序 . 16 5.3 界面显示结果 . 20 小结 . 22 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 23 附录： humidity.c 文件程序内容 . 24 1 基于 ARM 的湿度监测系统设计 前言 在现代社会中，湿度已经与人们的日常生活和工作紧密相关。在越来越多的领域里，湿度与人们打起交道来，并变得愈发重要，几乎在所有领域中都会涉及到湿度，并且产生着重要的作用。如在气象和水文学中，空气湿度对不同的气候产 生决定性的作用；在医学中，湿度与人体的呼吸也有非常紧密的关系；在生态学中，空气湿度是

17、影响生态组成至关重要的一个因素等等。因此，湿度的实时监测也就变得十分必要。通过对当前湿度的检测，读取，然后采取必要的湿度控制措施，能为人们的日常生产生活带来巨大的利益。 当今社会随着科学技术的发展以及制造工艺的不断提升，各种湿度监测器件或监测系统也开始在人们的日常生产生活中开始使用起来。本文介绍的基于 ARM 的湿度监测系统，通过嵌入式试验箱 Linux 环境搭建，内核编译、移植等，实现一个小型的直观的湿度实时监测系统。 ARM 即 Advanced RISC Machines 的缩写，是一家 1990 年成立的设计公司，是知识产权供应商。其中， ARM 处理器是 ARM 公司生产的优秀的具有

18、很大知名度的处理器，其具有耗电少功能强、 16 位 /32 位双指令集和合作伙伴众多的三大特点， S3C2410 是我们要用的 ARM9 系列中的一款处理器， Linux 是一款免费的自由开放操作系统，是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境和任何平太上运行。由于源代码可以修改、移植，它也是一种嵌入式操作系统，在嵌入式领域中越来越广。选用 Linux 作为平台， 可以根据具体需要自由地裁剪源码，打造设和目标平台的环境，编写最有效率的应用程序 1。 而 MiniGUi 是由北京飞漫软件技术有限公司维护并开展后续开发的一种在嵌入式系统中提供图形及图形用户界面支持的中间件技术

19、，是面向嵌入式系统的轻量级图形用户几面支持系统，国内著名的自由软件项目之一。其具有占用资源少，高性能、高可靠性，可定制配置，跨操作系统支持的特点，是一个非常适合于实时嵌入式产品的高效、可靠、可定制、小巧灵活的如想用户界面支持系统 2。 本设计将实现通过 Linux 平台，在试验箱显示模块上，以 MiniGUi 图形界面显示从湿度监测模块中读取的实时湿度数值。 2 第 1 章 整体方案设计 由于设计中我们需要用到 Linux 系统，而我们最常用的还是 Windows 系统，所以我们现在 Windows 系统下的电脑中安装虚拟机，我们选用的软件是 VMware Workstation。完成安装后，

20、我们就可以在虚拟机中安装 Linux 系统了。我们选用的 Linux 系统是 Red Hat Linux 9.0版本。软件安装完毕以后，我们就可以通过 JFLASH 线，交叉网线和串口线连接电脑和实验箱，并开启实验箱电源，开始下一步的操作。 然后就是完成交 叉编译调试环境的搭建，之后在 PC计环境下完成 MiniGUI 的安装与配置，再完成 MiniGUI 的移植。以上都完成之后，对 MinGUI图形用户界面进行调试，最后编写程序，使能实时显示测湿模块上测得的数据。系统设计步骤框图，如图 1.1 图 1.1 方案设计框图 VMware Workstation 安装 Red Hat Linux

21、9.0 安装 交叉编译环境搭建 MiniGUI 的移 植 编程调试，实现实时显示 3 第 2 章 Linux系统环境的建立 2.1 VMware Workstation 的安装 2.1.1 VMware Workstation 软件简介 VMware Workstation 是 VMware 公司销售 的商业软件产品之一，其是一款桌面虚拟计算机软件，可以使用户在桌面上运行不同的操作系统，允许操作系统和应用程序在一台虚拟机内部运行。用户可以在桌面上开启多台虚拟机，并在之间进行切换使用，还可以以通过一个网络共享虚拟机，挂起和恢复虚拟机以及退出虚拟机，这些都不会影响主机本身的操作和其他操作系统或者它

22、正在运行的应用程序。 VMware Workstation 具有以下特性：使用 Unity 来继承客户机与宿主机，更强大的 VM 录制与回放功能，支持智能卡和相关读卡器，增强型 ACE 以及改进型 3D 图形支持。 2.1.2 安装 VMware Workstation 找到源文件包： VMware-workstation-5.5.3-34685.rar，解压，安装。 再对中文汉化包： VMware_Workstation_5.5.3_34685H.rar，解压，安装。 按照安装时候系统向导提示，进行一步步的安装。 2.2 Red Hat Linux 9.0 的安装 2.2.1 Red Hat

23、 Linux 9.0 软件简介 Red Hat Linux 是全球最大开源技术厂家 Red Hat 公司的产品，是全世界应用最为广泛的Linux。具备良好的图形界 面，无论是安装、配置还是使用都十分方面，而且运行稳定，因此在全球范围不论新手老玩家都对它有很高的评价 3。 2.2.2 安装 Red Hat Linux 9.0 安装完 VM 和汉化包后，双击打开，点击新建虚拟机，如图 2.1。然后在下一步弹出窗口中点击下一步。 然后跳出虚拟机配置的窗口，选择典型（ T）。如图 2.2 然后选择 Linux， Red Hat Linux。 下一步，选择虚拟机的安装路径。 4 图 2.1 新建虚拟机

24、图 2.2 选择典型配置 然后选择安装 Linux 的网络连接的方式，我们选择使用桥接网络（ R），如图 2.3。网络连接方式可以在系统安装完成后修改，但若这步不选择桥接网络，主机、虚拟机、实验箱就无法通过网络连接 4。 图 2.3 选择网络连接 然后再下面窗口中，可以默认其原来就已经设定好的磁盘大小，直接点击完成。 然后就会进入如图 2.4 界面。 图 2.4 VM 界面 双击 CD-ROM，选择使用 iso 镜像，选择 iso 镜像光盘所在路径，然后加载虚拟光盘来启动镜像文件。 在跳出新窗口后，按下回车键后，就会进入安装下一步，一段时间后会跳出对话框，提示是否选择要对安装光盘进行检测，一般

25、来说三个 iso 镜像光 盘都是没有错误的，所以可以5 选择 skip 跳过；也可以选择 ok 对镜像文件进行检测，检测完后再进入下一步 5。 下一步中，会要求选择语言，我们选择简体中文。 下一步在键盘选择中，我们选择默认项，即带滑轮鼠标（ PS/2）。 下一步在鼠标选择中，我们在模拟 3 键（ E）前打上勾，选择该项 下一步选择定制。 下一步分区的选择中，我们选择自动分区，然后会弹出警告的对话框，我们选择是。 接下来几步中我们都直接点击下一步，到输入口令一步时，我们选择一个便于自己记住的六位的 password，如 123456。 下一步我们进入选择安 装界面，选择全部（ everythin

26、g）。 点击下一步进行安装，在安装的过程中系统会提示换 CD，此时在虚拟光驱里选择相应的镜像光盘即可，在 VMware 界面的右下角点击第一个（光驱）图标就可以换安装盘了。 安装好这些后，我们再次点击启动该虚拟机，就可以进入 Linux 系统了。如果安装时显卡没有配置好则不会直接进入 x-window 界面，也就是图形界面 Linux，此时在命令行中输入用户名： root，回车后输入前面设置的口令，正确后就会跳出命令行，在符号 #后面输入命令语句 redhat-config-xfree86，进 入后直接按照默认的配置点确定 6。 到此， Linux 安装完毕。 2.3 VMware tools

27、 的安装 安装 VMware tools，其目的是使 VMware Workstation 在 Windows 系统中使用起来更加方便。 首先在 VM 菜单栏上我们选择虚拟机（ M），选择安装 VMware tools。 此时桌面上会出现一个光驱，里面有 tools 的压缩包 .gz 那个。双击打开，把压缩包复制到根目录下。然后双击终端，打开后，输入命令语句 cd /opt/，然后回车，跳转到 opt 该文件目录下。再输入 ls，回车，查看内部具 体文件。 进入存放压缩包的目录，输入命令语句： tar zxvf VMwareTools-5.5.3-34685.tar.gz 按下回车运行解压命令。此时根目录下就会多一个 vmware-tools-distrib 文件夹。 进入该文件夹，如图 2.5 进行 tools 的安装。 图 2.5 VMtools 安装命令 接下来一步步都按回车，然后选择分辨率，就完成了 VMware tools 的安装。重启下 Linux，此时鼠标就可以移出虚拟机了。 到此， VMware tools 安装完毕 7。