目录一、课程设计的性质和目的 (1)二、课程设计的内容及实施案例 (1)三、课程设计时间地点 (1)四、课程设计要求 (1)五、课程设计的实施流程 (1)六、课程设计的评价标准 (2)七、课程设计系统实现（学生完成） (2)1 系统概述 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 课题简介 (3)1.3 设计原理 (3)1.4课题依据 (3)1.5 需求分析 (4)1.5.1 系统功能和结构 (4)1.5.2 系统主控制硬件平台 (5)2 环境搭建 (6)2.1 Linux宿主机环境搭建 (6)2.1.1 VMware虚拟机安装 (6)2.1.2 Linux操作系统环境搭建要求 (6)2.1.3 Fedora14中文界面显示操作 (6)2.3 寄生机环境开发板运行环境配置 (8)2.4 开发工具软件安装与配置 (9)2.4.1 建立交叉编译环境的原因 (9)2.4.2 建立交叉编译环境 (9)2.4.3 vmware-tools工具的安装 (9)2.4.3编译内核Linux-2.6.21 (10)3设备驱动设计 (10)3.1DS18B20驱动设计 (10)3.1.1DS18B20温度传感器简介 (10)3.1.2 硬件原理 (10)3.1.4 温度传感器驱动设计 (11)3.2 摄像头驱动移植 (15)3.2.1 中星微摄像头简介 (15)3.2.2 配置编译内核 (16)3.3BOA服务器搭建 (18)3.3.1 BOA服务器简介 (18)3.3.2 BOA的编译与移植 (18)4 温度监测与视频监控用户界面设计 (22)4.1 HTML网页 (22)4.1.1 HTML简单介绍 (22)4.2 温度显示界面设计 (23)4.3 视频显示界面设计 (24)4.3.1用HTML显示温度界面 (24)4.3.2 servfox功能简介 (25)4.3.3移植servfox (26)5 GSM通信用户界面设计 (28)5.1GSM基本概念 (28)5.2GSM与GPRS的区别 (28)5.3GSM系统结构 (29)6 程序发布与系统演示 (29)6.1烧写内核 (29)6.2烧写文件系统 (30)7 总结 (31)参考文献 (33)嵌入式系统应用与设计课程设计成绩表 (34)嵌入式系统应用与设计课程设计学习体会 (35)一、课程设计的性质和目的《嵌入式系统应用与设计》课程设计是配合其理论课程而设立的设计性实践课程。
其教学目的和任务是使学生在学习专业课程理论的基础上，学习和掌握嵌入式系统设计的基本方法与知识，培养学生综合运用所学的专业基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力、培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册，进行程序设计、电路图纸绘制及编写技术文件的基本能力。
二、课程设计的内容及实施案例利用ARM11-S3C6410或ARM CortexA9-Exynos4412嵌入式开发平台，设计一款智能环境监测系统，要求具备电源、串口、网口、RS485、GPRS/GSM模块、液晶屏接口等资源，可以外连温度传感器和摄像头等模型，并可通过短信与手机交互，利用QT/HTML开发环境进行用户界面设计，最终构建简单的智能环境监测系统。
三、课程设计时间地点《嵌入式系统应用与设计》课程设计时间：2015年1月5号~2015年1月9日机房无课的时间。
参加对象：计算机学院2012级计算机科学与技术1班、2班、3班，2014级计算机科学与技术专升本班。
课程设计地点：老校区，综合楼10、11层。
四、课程设计要求1. 分析课程设计题目的要求。
2. 写出详细设计说明。
3. 对系统硬件与软件方案进行详细设计。
4. 对软硬件系统进行联调，并进行脱机操作，最终实现作品发布。
（教师检查）5. 设计完成后提交课程设计报告（纸质版和电子版）。
五、课程设计的实施流程1. 嵌入式开发环境搭建（1）Linux主机环境搭建（2）安装交叉编译工具及网络、服务器等的配置（3）编译内核及移植2. 系统硬件设备驱动设计（1）DS18B20温度传感器驱动设计（2）摄像头驱动移植3. 温度监测与视频监控用户界面设计（1）温度监测用户界面设计（2）视频监控用户界面设计4. GSM/GPRS通信用户界面设计5. 综合实验在软硬件联调测试后，发布设计作品。
学生完成后由指导教师及课程设计指导小组进行答辩评审。
六、课程设计的评价标准本次课程设计时间为一周，四个或五个学生一组，主要以项目的完成进度、团队合作意识、项目创新能力为考核点。
具体考核标准如下表所示。
七、课程设计系统实现（学生完成）1 系统概述1.1 课题背景智能农业基于软件平台的温室大棚智能监测系统，结合当前新兴的物联网技术实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业实现生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。
本项目以温室大棚智能监测系统为研究对象，结合嵌入式技术，在硬件方面，介绍了实现环境监测设计得原理及硬件要求，在满足系统设计要求的前提下，选用价格低、功耗低的元器件，达到减低系统成本的目的；在软件方面，结合HTML 网页设计以及BOA服务器相关配置等实现对环境温度的检测和实时监控。
1.2 课题简介利用嵌入式技术与DS18B20数字温度传感器检测温度，设计并实现温度采集功能；在内核中添加摄像头驱动，并重新编译下载内核，实现图像采集和显示。
针对开发板使用的Linux系统移植servfox程序，实现视频的发送，可以在浏览器和开发板界面上显示视频图像并结合GSM/GPRS收发送短信对环境起到实时监控。
1.3 设计原理利用ARM11-S3C6410核心板，设计一款智能环境监测器，要求具备电源、串口、网口、GPRS/GSM模块、液晶屏接口等资源，可以外连温度传感器和摄像头等模型，并可通过短信与手机交互，构成简单的智能环境监测系统。
1.4课题依据设计温室大棚智能监测系统，是为了方便和适应现代化的信息管理模式。
该系统采用数字化数据采集，模块化处理，便于系统维护以及数据收集。
本次课程设计以DS18B20温度传感器监测温度，中星微摄像头采集数据信息为核心，利用GPRS/GSM消息发送实现功能，设计了智能温度传感器，重点做了传感器和摄像头驱动移植的任务和硬件、软件以及控制算法的设计与实现。
硬件方面，介绍了系统各个部分的设计思想、原理，并给出了系统各硬件原理图；另外，为了实现系统的低成本和低功耗，在满足设计要求的前提下，尽可能选用了价格低廉和低功耗的元器件。
软件方面，采用了HTML设计网页，希望通过网页显示实时采集的温度数值和图像。
温室大棚智能监测系统为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学依据，同时实现监管自动化。
1.5 需求分析1.5.1 系统功能和结构智能环境监测系统中的温度传感器能够监测环境温度等参数。
中星微摄像头能够准确有效地采集温度图片以及数据信息，能够根据环境参数控制加湿器、通风扇等外围设备的工作，并且可以根据环境参数由语音系统提供实时的报警提示或者建议，具有数据保存的功能。
图1和图2分别为智能环境监测系统功能图和结构图。
图1 系统功能图图2系统结构图1.5.2 系统主控制硬件平台本次课程设计采用博创科技推出的嵌入式系统教学科研平台UP-CUP IOT-6410-II 型开发板,该平台采用基于Samsung 公司最新的S3C6410X （ARM11）嵌入式微处理器。
S3C6410X是一款16/32 的RISC 微处理器，具有低成本、低功耗、高性能等优良品质，适用于移动电话和广泛的应用开发。
为给2.5G 和3G 的通信服务提供优越的性能，S3C6410X 采用64/32 位内部总线结构。
其内部总线是由AXI、AHB 和APB 三部分总线构成。
S3C6410X也包含了许多强大的硬件，用于提高任务运行的速度，例如动态视频处理，音频处理，2D 图形，显示和缩放等。
它集成了多种格式编解码器（MFC 的），支持MPEG4/H.263/H.264 的编码和解码和VC1 解码。
H/W 型编码器/解码器支持NTSC 和PAL模式的实时视频会议和电视输出。
三维图形（以下简称3D 引擎）是一种3D 图形硬件加速器，可以更好地支持openGLES 的1.1 及2.0。
这个3D 引擎包括两个可编程着色器：象素渲染和顶点渲染。
UP-CUP IOT-6410-II 型网关部分平台如图3所示。
它可以作为计算机、电子通讯、软件开发等专业开设嵌入式软件课程的教学平台，又可作为广大从事PDA 和科研单位的参考设计平台。
图3 UP-CUP IOT-6410-I嵌入式开发平台2 环境搭建2.1 Linux宿主机环境搭建2.1.1 VMware虚拟机安装需要的软件为VMware-workstation-full-9.0.0-812388安装包，具体步骤如下：第一步：双击安装包第二步：选择默认安装第三步：直到输入序列号，打开序列号记事本，任意复制一个序列号，点击下一步，直至安装完成。
第四步：重新引导。
2.1.2 Linux操作系统环境搭建要求1、在win7系统上安装VMware10.0,对计算机的要求如下：硬盘空间：大约20G内存：512M2、Linux系统选用版本：Fedora14安装VMware的时注意选择磁盘路径，Fdora14选择默认安装。
2.1.3 Fedora14中文界面显示操作系统语言配置文件/etc/sysconfig/i18n起到整体控制作用，比如当把这个文件改为中文支持的，那么所有的登录用户的桌面环境都是中文的；系统用户有自己的语言配置，每个系统用户都有各自不同的语言环境；可以在当前用户目录下建一个.i18n的文件；比如想让fedora这个用户登录中文桌面环境，则要在fedora这个用户下建一个i18n的文件；内容如下：LANG="zh_CN.UTF-8"SYSFONT="latarcyrheb-sun16"SUPPORTED="zh_CN.UTF-8:zh_CN:zh"退出保存；然后重启，第二次登录桌面环境就能看到中文。
Fedora NFS的配置：#yum install portmap nfs-utils#vi /etc/exports加上/ *(rw)新建/home 192.168.1.* (rwasyncno_root_squash)保存并退出重新启动setup里service configuration里选中Fedora NFS服务,去掉iptables,和ipchains.#/etc/init.d/iptables status 暂时关闭防火墙#/etc/init.d/iptables stop 禁止防火墙在系统启动时启动#/sbin/chkconfig --level 2345 iptables off#/etc/init.d/iptables restart 重启iptables# /etc/rc.d/init.d/nfs restartShutting down Nfs mountd: [FAILED]Shutting down Nfs daemon: [FAILED]Shutting down Nfs services: [FAILED]Starting nfs services: [ OK ]Starting nfs quotas: [ OK ]Starting nfs daemon: [ OK ]Starting nfs mountd: [ OK ][root@localhost etc]# /etc/rc.d/init.d/nfs restartShutting down nfs mountd: [ OK ]Shutting down nfs daemon: [ OK ]Shutting down nfs services: [ OK ]Starting nfs services: [ OK ] Starting nfs quotas: [ OK ] Starting nfs daemon: [ OK ] Starting nfs mountd: [ OK ] 在开发板上#mount –t nfs –o tcp,nolock 192.168.1.8:/home /tmp2.3 寄生机环境开发板运行环境配置打开“超级终端”，并对其进行配置，具体步骤如下图：点击“应用”后并“确定”，即完成开发板运行环境配置。