论嵌入式基于嵌入式平台农田信息采集系统及运用

论文导读：
摘要：随着农业生产技术的不断提升与进步,农业生产历程也越来越趋向于信息化和自动化。计算机技术和自动化技术更为农业生产技术的进步起到了强有力的推动作用。在农业信息化、自动化的探讨历程中对农业信息的远程监测与调控已成为了当今的一个热点不足。本论文针对农田信息采集系统的实际需求,探讨了基于嵌入式平台的农田信息采集系统,着重探讨了农田信息采集系统中的温湿度、图像的采集传输和客户端GUI设计。该系统以三星公司生产的S3C2440ARM9微处理器为核心构建硬件开发平台,以嵌入式Linux作为软件开发平台。系统设计中采取C/S架构与专用客户端软件相结合,将嵌入式数据采集和PC机客户端监测功能相分离,采取TCP协议对所采集数据进行网络传输,用户可以通过客户端软件远程访问嵌入式数据采集终端,实现对农田信息的远程监测。文中首先对国内外农业生产历程中远程监控技术的探讨近况进行了浅析,随后提出了基于嵌入式平台的农田信息采集系统的软、硬件总体架构,并对嵌入式数据采集终端软、硬件平台的搭建进行了浅析。在硬件方面,根据数据采集的需要对摄像头、温湿度传感器进行了选择；在软件方面完成了嵌入式软件开发环境的搭建,包括：交叉开发环境的建立、U-Boot的移植、嵌入式Linux2.6内核的裁剪与移植、BusyBox的编译、文件系统的构建、向文件系统中添加V4L2支持、添加USB摄像头驱动支持、编写和编译DHT11温湿度传感器驱动、构建包含Qt/E的文件系统等。在此基础上,本论文对DHT11的温湿度采集原理、基于V4L2的图像采集原理进行论述,随后利用Qt/E的多线程技术,实现了DHT11的温湿度采集和基于V4L2的图像采集；利用Qt/E的Socket通信实现了温湿度、图像基于TCP协议的网络传输。在PC机上,通过Qt编写了客户端软件,该软件实现了对嵌入式数据采集终端的温湿度、图像进行监测,并可以对图像进行保存。最后,对整个信息采集系统进行了测试,给出了测试结果,并对信息采集系统有着的不足和需要改善的部分进行了浅析和展望。测试证明,系统能够完成对农田信息进行远程监测的基本功能。关键词：ARM9论文远程监测论文嵌入式技术论文Linux论文数据采集论文Qt论文
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ABSTRACT4-9
第一章 绪论9-13

1.1 探讨背景及作用9-10

1.2 国内外探讨近况10-11

1.2.1 国外探讨近况10-11

1.2.2 国内探讨近况11

1.3 本论文探讨内容11-12

1.4 论文的结构安排12-13

第二章 系统总体案例设计13-15

2.1 系统需求浅析13

2.2 系统总体设计13-14

2.3 数据采集端介绍14

2.4 数据接收端介绍14

2.5 本章小结14-15

第三章 嵌入式硬件平台搭建15-25

3.1 硬件平台的总体设计15

3.2 基于ARM的嵌入式平台15-20

3.

2.1 嵌入式系统介绍15-16

3.

2.2 ARM介绍16

3.

2.3 ARM处理器系列16-17

3.

2.4 S3C2440处理器介绍17-19

3.

2.5 硬件开发平台介绍19-20

3.3 传感器介绍20-22

3.1 温湿度传感器介绍20-22

3.2 图像传感器介绍22

3.4 操作系统的选择22-24

3.4.1 嵌入式操作系统介绍22-23

3.4.2 选择嵌入式Linux的理由23-24

3.5 本章小结24-25

第四章 嵌入式软件平台搭建25-41

4.1 交叉开发环境的建立25-26

4.2 BootLoader的移植26-31

4.

2.1 U-Boot启动历程浅析27-28

4.

2.2 U-Boot移植28-31

4.3 移植Linux内核31-35

4.4 YAFFS2文件系统的移植35-39

4.1 在内核中添加对YAFFS2的支持35-36

4.2 编译BusyBox36-38

4.3 构建YAFFS2文件系统38-39

4.5 本章小结39-41

第五章 传感器数据采集41-57

5.1 基于V4L2的图像采集41-50

5.

1.1 添加摄像头驱动程序41-42

5.

1.2 与图像采集有关数据结构42-45

5.

1.3 图像采集实现步骤45-50

5.2 基于DHT11传感器的温湿度采集50-56
5.

2.1 DHT11驱动程序设计50-55

5.

2.2 DHT11温湿度采集程序实现步骤55-56

5.3 本章小结56-57
第六章 系统运用程序设计57-69

6.1 Qt开发环境的建立57-63

6.

1.1 编译多版本Qt环境57-59

6.

1.2 Qt的信号/槽(Signal/Slot)机制59-60

6.

1.3 Qt的多线程支持60-62

6.

1.4 Qt的Socket网络编程62-63

6.2 数据采集终端程序设计63-64

6.3 客户端程序设计64-65

6.4 系统测试65-68

6.

4.1 准备工作65-66

6.

4.2 测试66-68

6.5 本章小结68-69
第七章 总结与展望69-71

7.1 总结69

7.2 展望69-71

致谢71-73
参考文献73-76
附录A (攻读学位其间发表论文目录)76