地面无线传感器网络（GWSN）节点通用平台的研究

论文摘要

嵌入式系统和无线传感器网络是近年来电子行业新的热点。电子技术的进步孕育了无线传感器网络，而将嵌入式系统应用至这类产品中，并在接收端开发出优秀的图形用户界面，是嵌入式发展的一个趋势，拥有广阔的应用前景。本文提出了基于ARM嵌入式系统的无线传感器网络节点通用平台的方案。该方案基于SAMSUNG公司S3C44B0X芯片设计，包括两种节点平台：一种为普通节点设计用于采集、分析信号；另一种为便携式终端节点设计，用于接收、处理普通节点传来的数据。两种平台在主要硬件设备上结构相似，主要区别在于部分硬件接口和软件设计的不同。前者不使用操作系统，控制方式类似于单片机；后者以uCLinux为操作系统，用arm-elf-gcc作为交叉编译工具链，以MiniGUI作为图形用户界面开发工具，进行平台的软件开发，并编写了部分硬件驱动。本文分析了嵌入式技术和无线传感器网络的技术背景、发展现状，提出了一个低成本嵌入式节点的硬、软件平台方案，主要涉及了uCLinux，MiniGUI，输入引擎的编写，软件开发，目标定位算法及相关硬件接口研究等技术。整个平台的开发研制基于Linux环境，经过测试，程序运行稳定，符合系统要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 无线传感器网络的特点及发展现状
• 1.2 嵌入式系统和图形用户界面（GUI）简介
• 1.3 本系统对通用平台的要求
• 1.4 论文内容概述
• 2 嵌入式LINUX平台和MINIGUI
• 2.1 嵌入式LINUX操作系统简介
• 2.1.1 嵌入式Linux概述
• 2.1.2 嵌入式Linux特点
• 2.1.3 嵌入式Linux系统开发平台
• 2.1.4 嵌入式Linux系统发展及应用前景
• 2.2 嵌入式GUI发展状况
• 2.2.1 几种嵌入式GUI简介
• 2.2.2 MiniGUI发展概况
• 2.3 MINIGUI设计
• 2.3.1 MiniGUI基本概念
• 2.3.2 图形用户界面整体设计
• 2.4 本章小结
• 3 系统、工具部分驱动引擎的编译、移植
• 3.1 UCLINUX系统的剪裁、编译和移植
• 3.1.1 uCLinux系统的剪裁、配置
• 3.1.2 uCLinux系统内核的编译
• 3.1.3 uCLinux系统的移植
• 3.2 MINIGUI编译和移植
• 3.2.1 MiniGUI的交叉编译
• 3.2.2 MiniGUI的应用程序的编译
• 3.2.3 设置MiniGUI运行环境
• 3.2.4 MiniGUI的移植
• 3.3 输入引擎IAL的移植
• 3.3.1 INPUT数据结构
• 3.3.2 编写IAL文件
• 3.3.3 添加自己的IAL文件
• 3.3.4 配置编译IAL引擎
• 3.3.5 配置MiniGUI使用自己的IAL引擎
• 3.4 本章小结
• 4 软件平台的开发与实现
• 4.1 便携式监测平台软件开发
• 4.1.1 综合管理部分
• 4.1.2 电子地图的显示实现
• 4.1.3 软键盘的显示实现
• 4.2 节点平台软件开发
• 4.3 本章小结
• 5 软件算法分析、实现与部分硬件接口设计
• 5.1 监测平台定位算法分析
• 5.1.1 现有定位系统分类
• 5.1.2 常用定位算法介绍
• 5.1.3 本系统中定位算法分析
• 5.2 节点平台声音算法分析
• 5.2.1 声音传感器信号的频域分析数学模型基础
• 5.2.2 声音传感器信号的频域分析的软件实现
• 5.3 触摸屏接口设计
• 5.3.1 触摸屏工作原理
• 5.3.2 触摸屏电路设计
• 5.3.3 程序设计
• 5.3.4 添加驱动
• 5.4 串行接口及程序设计
• 5.4.1 RS-232C总线标准接口
• 5.4.2 用RS-232C总线标准连接系统
• 5.4.3 串口程序设计
• 5.5 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献