摘 要： 随着智能化技术的不断发展, 智控系统在电器行业中得到广泛应用。智控冰箱实现了智能控制、远程控制以及自动报警等功能。文章通过系统的剖析智控冰箱的性能等, 提出智控冰箱软件系统设计的具体方案, 以此设计性能更完善的智控操作系统。
关键词： 智控冰箱; 软件系统; 设计; CGI; web服务器;
Abstract： With the continuous development of intelligent technology, intelligent control system has been widely used in the electrical industry. Intelligent control refrigerator realizes the functions of intelligent control, remote control and automatic alarm.Through the systematic analysis of the performance of the intelligent control refrigerator, this paper puts forward the concrete scheme of the software system design of the intelligent control refrigerator, so as to design the intelligent control operating system with more perfect performance.
Keyword： intelligent control refrigerator; software system; design; CGI; web; server;
随着科学技术的不断进步, 信息化程度的提高以及人们对于智能家电的需求, 智能化仍将为家电产品的主要形态, 智能家电依旧是家电行业未来的主要发展热点。基于数字化、三网融合、物联网、大数据、云计算等应用技术的智能家电将是信息消费的中坚力量。建立一套有效的智能冰箱控制系统, 不仅方便家用电器的智能化管理, 更能在很大程度上提高生活品质, 改善生活质量。
1、 智控冰箱的功能概述
智控冰箱是依托大数据技术、远程操作控制技术等对冰箱设备进行控制的电器设备。通过嵌入式Linux系统来实现控制冰箱自动监测、维护、管理的功能。对硬件系统仿真, 同时软件功能能够得到支持, 通过硬件和软件上的结合最终形成稳定的智能控制系统。该系统设计采用ARM核的MC9328MX1微处理器。MC9328MX1是Motorola公司基于ARM920T的龙珠 (Dragon Ball) MX1处理器, MC9328MX1内含ARM公司设计的16/32bit ARM920T微处理器内核, 此种微处理器具有体积小、功耗低的优势, 尤其是现代工业技术的发展, 使得此种微处理设备在现代智能领域具有广泛的应用价值。
其主要包括智能查询冰箱内食物的基本信息;根据食材的不同自动调控温度;食材缺损时能够给出相应的温馨提示;根据存储时间计算最大保存期限, 当食物发生变质时能警告提醒;能够连网上购买食材;根据冰箱内现有食材做出对应的食谱推荐;冰箱正常运作的监测与管理。
整个控制系统主要分为三大层面:应用层、中间层、设备层。设备层主要是能够实现各类协议的转换, 同时又能够驱动中间层为暂时停滞的设备提供挂起。为了能使应用层方便用户需求开发, 设备层还向应用层提供了开放接口。采取这种结构体系的目的在于既能实现家庭内的控制, 又能实现远程的控制, 在很大程度上提高了运行速度和传输效率。在此基础之上又搭建了一个Web服务器, 在该服务器上能够运行CGI动态页面, 当用户通过浏览器对系统进行访问时能够起到信息交互、数据交换的作用。它主要是以ARM+Linux操作系统为依托, 在网络和冰箱控制管理上进行有效的数据传播。由于嵌入式Web技术具有良好的用户界面、强大而又方便的近程与远程交互能力、一致的客户端软件, 所以更能成为系统信息化、网络化、集成化的重要途径和手段。嵌入式Web服务器在系统中起到的关键作用就是分析用户请求, 只有分析明确后才能对该请求做出相应的处理, 即调用出该请求相对应的功能模块, 实现功能的操作, 完成用户对于网络冰箱的远程控制。
2、 智控冰箱软件系统设计
软件系统是智控冰箱控制系统的核心, 智控冰箱软件系统的设计主要包括:
2.1、 Linux内核的配置
(1) 进入linux内核配置菜单:在linux内核文件夹中点击终端进入:输入make menuconfig后进入。
(2) 将配置文件范例加载到配置菜单中。点击load an Alternate Configuration File进入后输入:config＿mini2440＿t35将针对开发板的linux配置例子导入, 在其基础上新建linux配置。
(3) 版本配置:点击General setup目录下。xyd118是自己定义的版本号, 名字是自己定义的, 如果使用其它内核编译的驱动, 不能加载到该版本内核中。驱动的编译必须依赖于内核。自己定义的版本号为在linux内核的版本号后加了一个自己定义的版本号。是linux内核版本子集。
(4) 设备驱动程序配置:点击Device Drivers后按enter进入菜单。配置Network device support:根据开发板支持的网络而选择 (配置网卡) 。不可以全选, 否则会报错。点击input device support:配置LCD屏的像素即点阵类型;键盘配置:选中keyboards后进入选择AT keyboard (标准键盘) ;触摸屏配置:Touchscreens;一定要选中input子系统, 相当于为所有输入型驱动提供了统一的接口。例如输入一个键值, 那么就可以调用该统一接口将该键值报告给内核。至于在内核中怎么处理, 这个不用管。这些是有系统来完成的。配置字符设备:Character devices;配置IIC support:IIC上层协议;配置:SPI support (SPI主的上层协议、SPI底层驱动)
(5) 配置文件系统:File systems。文件系统里面:选择NFS文件系统 (如果通过网络挂载文件系统就需要选中) 。
(6) 首先保存备份 (输入名字, 备份以便下一次用类似的就可以直接在备份基础上进行配置, 减少工作量) , 然后退出保存即可。
(7) make (将配置好的内核编译成zImage) , 根据电脑系统, 一般需要10-30分钟。如果编译通过就会在:linux-2.6.32.2目录下生成vmlinux文件 (二进制代码) , linux-2.6.32.2/arch/boot目录下生成zImage。
(8) 生成make uImage (编译成u-boot也能识别的内核, 相当在z Image前加了一个u-boot能够识别的头文件) 。
首先将:U-boot-1.3.4/tools下的mkImage即制作u Image的工具copy到linux系统下的use/bin目录下。然后敲make uImage如果编译通过就会在:linux-2.6.32.2/arch/boot下面生成uImage。
(9) 然后烧写即可。通过jlink烧写vivi到norflash:通过dnw下载工具软件将vivi, 内核, 根文件系统依次烧写进nandflash;开机即可运行。 (将led驱动编译进内核, 重启不丢失)
2.2 、文件系统的制作
和Windows的C, D, E等盘符相似, Linux操作系统也可以将磁盘, Flash等存储设备划分为若干个区, 在不同分区下存放不同类型的文件。比如Windows的C盘中就存放着启动系统所必须的一系列文件, 而在Linux系统中, 内核映像文件 (在嵌入式系统众, 内核一般单独存放在一个分区中) , 内核启动后运行的第一个程序, 给用户提供操作界面的shell程序, 应用程序所依赖的库等。这些必需的基本的文件集合就被称为根文件系统。它们都放在一个分区中, 在系统启动后就会首先挂载这个分区, 也就是挂载根文件系统。
(1) 创建根目录。在home目录下创建/home/rootfs文件夹, 用作新构建的根文件系统的根目录。
(2) 构建/bin、/sbin、linuxrc:解压并进入busybox-1.16.1目录, 执行以下代码操作:
编译出的busybox的shell命令解释器支持显示当前路径及主机信息
在busybox目录下有＿install目录, 里面有/bin/sbin linuxrc三个文件
3、 测试结果
完成上述操作之后, 需要对系统进行整体测试, 如果异常是与程序的执行相同步的, 则这往往是一种不当的操作的结果。智控冰箱软件系统的设计必须要结合智控冰箱的性能, 因此随着智能控制技术的不断发展, 优化软件设计将成为智能电器设备发展的核心。
参考文献
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