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基于嵌入式系统的数据采集与Socket通讯系统的设计与实现
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2015-08-15
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嵌入式课程设计报告,基于嵌入式系统的数据采集与Socket通讯系统的设计与实现。
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学 号:
课 程 设 计
题 目
基于嵌入式系统的数据采集与 Socket
通讯系统的设计与实现
学 院
专 业
班 级
姓 名
指导教师
年
月
日
课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 工作单位:
题 目: 基于嵌入式系统的数据采集与 Socket 通讯系统的设计与实现
初始条件:
1.理论:综合运用嵌入式系统设计、计算机组成原理、数字逻辑、微机原理与接口技术、C 语言,
程序设计方法等课程的专业知识。
2.实践:学习和使用嵌入式实验箱 CVT6410 的使用方法、Linux 交叉编译软件环境。完成从串口
获取信息,将信息存储到嵌入式数据库,并通过 Socket 方式进行数据通讯的系统设计与实现。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
课程设计内容:
利用嵌入式实验箱 CVT6410 搭建嵌入式系统开发环境,进行 Linux 内核移植,烧写 Linux 系统,编
写应用程序,完成以下功能,并撰写嵌入式系统设计报告。:
1. 通过串口传输,获得 ZigBee 嵌入式网关采集的 ZigBee 传感器模块上的信息;
2. 将采集的信息存储到嵌入式数据库(SQLite);
3. 利用实验箱上的 RJ45 网口,通过网线与 PC 机建立连接,并基于 Linux 环境下的 Socket 通讯方
式在实验箱与 PC 机间传递数据,显示采集的信息。
课程设计报告书正文的内容应包括:
(1) 系统描述(问题域描述);
(2) 系统总体分析;
(3) 系统总体设计;
(4) 详细的流程图或伪代码;
(5) 软件的测试方法和测试结果;
(6) 研制报告(研制过程,本设计的评价、特点、不足、收获与体会等);
时间安排:
序号
设计内容
所用时间
1
查阅资料,熟悉实验平台和搭建嵌入式系统开发环境,完
成 Linux 内核移植和烧写 Linux 系统
0.5 周
2
相关基础技术掌握
1 周
3
应用软件系统的开发与实现,及撰写文档
1.5 周
合 计
3 周
指导教师签名: 年 月 日
系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
目录
1.概述..................................................................................................................................................................... 1
2.需求分析.............................................................................................................................................................1
2.1 功能需求分析..........................................................................................................................................1
2.2 性能需求分析..........................................................................................................................................2
2.3 课题任务目标..........................................................................................................................................3
2.4 系统运行环境..........................................................................................................................................3
3 开发环境准备......................................................................................................................................................3
3.1 安装 Linux 系统......................................................................................................................................4
3.2 安装交叉编译器......................................................................................................................................4
3.3 安装超级终端..........................................................................................................................................5
3.4 配置网络连接..........................................................................................................................................6
3.5 编译并运行 helloworld.........................................................................................................................7
3.6SQLite 的安装..........................................................................................................................................8
3.6.1SQLite for ARM...........................................................................................................................8
3.6.2SQLite for Ubuntu.....................................................................................................................9
4 系统设计............................................................................................................................................................10
4.1 概要设计................................................................................................................................................10
4.1.1 系统结构....................................................................................................................................10
4.1.2 系统功能组件............................................................................................................................10
4.2 详细设计................................................................................................................................................11
4.2.1 汇聚节点程序流程图................................................................................................................11
4.2.2 显示界面设计............................................................................................................................12
5 编码阶段............................................................................................................................................................13
5.1Serial 的主要功能函数........................................................................................................................13
5.1.1 打开串口....................................................................................................................................13
5.1.2 设置波特率................................................................................................................................14
5.1.3 设置校验位/停止位等..............................................................................................................15
5.2SQLite 的主要功能函数........................................................................................................................17
5.2.1 创建表........................................................................................................................................17
5.2.3 查询数据....................................................................................................................................18
5.2.4 回调函数....................................................................................................................................18
5.3socket 的主要功能函数........................................................................................................................19
5.3.1Client 端....................................................................................................................................19
5.3.2Server 端....................................................................................................................................19
5.4pthread 的主要功能函数......................................................................................................................20
5.4.1 创建线程....................................................................................................................................20
5.4.2 等待线程结束............................................................................................................................20
5.4.3 结束线程....................................................................................................................................20
5.4.4 互斥互锁信号量........................................................................................................................21
5.5LED/SEG/PWM/Matrixled 的调用..........................................................................................................21
5.6Qt 程序的核心代码................................................................................................................................22
5.7 程序截图................................................................................................................................................22
6 程序调试............................................................................................................................................................24
6.1 调试方案................................................................................................................................................24
6.2 遇到的问题............................................................................................................................................24
7 总结.................................................................................................................................................................... 27
8 参考文献............................................................................................................................................................27
9 附件.................................................................................................................................................................... 28
附件 1:嵌入式系统程序............................................................................................................................28
附件 2:Qt 程序代码...................................................................................................................................42
xxxx 大学《嵌入式系统设计》课程设计说明书
1
基于嵌入式系统的数据采集与 Socket 通
讯系统的设计与实现
1.概述
信息时代的到来,使人类发展进入了一个爆发突进的时期,科技的日新月异,信息量
的爆发式增长,硬件性能的指数级提升,使得人们逐步看到,一个伟大的科技蓝图展现在
眼前——物联网。物联网这一词逐步进入了千家万户,让每个人都耳熟能详,不论是国家
还是民众都对物联网充满了信心。物联网能够促进资源的整合与调度,帮助企业、国家改
进产业链条优化产业结构,能够改善道路交通状况、提升交通管理能力,能够深入千家万
户,帮助居民建立舒适安全的家居生活环境,极大方便了人民群众,提高了人们的生活水
平。而嵌入式则是物联网发展过程中最重要的一环,支撑了物联网“万物联网、万物智能”
的设想的实现。嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适用
于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统,也正是其
高可靠、低成本、体积小、低功耗等优点,使得嵌入式应用极为广泛,大到工业设备,小
到门铃手表都能看到它的身影。
本课程设计也正是基于此背景下,为我们物联网工程专业开设的。本次课程设计的内
容是基于嵌入式系统的数据采集与 Socket 通讯系统的设计与实现,目的是通过课程设计,
能够对嵌入式系统有更深入的了解,学会在 linux 下的嵌入式开发,对所学的知识有个更
深入的综合的理解,对物联网的开发与实现有更深入的认识。
2.需求分析
2.1 功能需求分析
本此课程设计所要实现的系统功能要求如下:
(1)传感器通过 zigbee 与 CVT6410 实验箱传递数据
(2)zigbee 模块通过串口与嵌入式系统通信
(3)嵌入式系统实现对数据的存储
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