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1、哈尔滨工程大学 2014.4.24,指导教师： 周 天 (教 授) 系统核心： AM3359 队伍组成： 高安琪 (本科生，分工：QT界面编写) 赵云江 (本科生，分工：机械结构设计) 李瑞彪 (本科生，分工：硬件电路调试) 李 若 (本科生，分工：Linux移植) 张英龙 (本科生，分工：节点软件开发),背景 系统总体方案 功能模块设计 机械结构设计 主控平台设计 系统联调与测试 亮点与创新点,温室自动控制系统是现代农业的重要组成部分，目前，我国温室面积遥遥领先世界各国，但是这些温室普遍智能化程度不高，缺少配套的技术和设备，应对自然灾害的能力很差，技术含量不高，对于温室环境的调控能力弱。,1
2、.室内功能节点：主要用于对温室内环境的测量与控制。 2.室外环境检测节点：主要用于对室外风速、风向温湿度的测量。 3.主控平台对系统的控制。,无线局域网,室内：1.温度湿度采集模块设计 2.控制模块设计 3.火源定位模块设计 室外：1.风速与风向监测模块设计 2.LCD显示模块设计,温度湿度采集模块设计,1.温湿度采集AM2303，采用单总线通信,1.MCU控制步进电机运动。 2.当需要供水时，开启水泵，将水从水罐中抽出。,风向与风速监测模块,红外对管,风向检测,1. 风速测量采用红外对管，当风杯转动时，会产生下降沿，触发单片机开始计数。 2. 使用编码器对风向进行测量。,编码器,1.采用12
3、864液晶，显示室外节点的数据信息,外中断：CC2500收到数据时产生外中断 UART： 多机通信 SPI：通过SPI向CC2500发送数据,温室机械结构介绍,可移动喷头,X.Y移动平台俯视图,外体结构,主控制平台模块硬件介绍,1.控制平台模块采用BB-Black开发板。 其核心处理芯片为AM3359,特点： 1.外设功能较全 2.引出IO便于功能扩展 3.体积小巧 4.AM3359性能强大， 成本较低,主要工作： 1.在BB_BLACK平台嵌入Linux操作系统 2.在Linux操作系统中嵌入QT图形界面 3. UBOOT的制作 4.驱动程序移植开发,1. Angstrom+QT 冲突,在a
4、ngstrom中移植了QT核心库之后，angstrom也是一种图形界面，QT应用程序同样需要屏幕设备资源进行人机交互，此时，会出现QT与Angstrom相互占用资源，进行界面绘图设备的争夺，出现花屏现象，此时，我们首先想到的方式是在angstrom程序中运行QT，但最终没有实现。,主控制平台模块设计,2. LINUX+QT 无法引导,在制作好内核镜像并将我们自己的QT核心库嵌入到根文件系统中后，我们发现BB自带的UBOOT无法正确引导我们给出的内核，究其原因为BB自带UBOOT引导过程代码已经固定，专为BB自带镜像设计，此时，我们又需要自己使用UBOOT从SD卡中加载镜像，加载文件系统，加载内
5、核镜像，之后，为他们规划RAM空间的运行地址，并引导他们,此图为BB自带UBOOT镜像无法引导我们自己制作的内核镜像错误图,主控制平台模块设计,此图为BB内核镜像与我们制作文件系统不兼容，内核无法挂载我们的根文件系统截图,此图为BB自带UBOOT镜像无法找到内核 设备树的错误截图,主控制平台模块设计,3. 自己制作UBOOT,在这种情况下，我们已经制作出了自己的UBOOT镜像，自己的内核镜像代码，自己的带QT的文件系统，同时，我们还修改的UBOOT对上述三者的引导过程，并结合BB的内存地址空间，为他们分配了自己的运行地址，之后，引导他们，我们的引导代码如下：,mmcargs=echo run
6、mmcargs;setenv bootargs console=ttyO0,115200n8 root=/dev/ram rw initrd=0x86600000,0x8500000 init=/linuxrc rootfstype=ext2 mmcboot=echo run mmcboot; bootm 0x80200000 - 0x9A000000; loaduimagefat=echo run loaduimagefat.;fatload mmc 0 0x80200000 uImage; loadrootfs=echo run loadrootfs.;fatload mmc 0 0x86
7、600000 ramdisk.gz; loaddtb=echo run loaddtb.;fatload mmc 0 0x9A000000 am335x-boneblack.dtb; uenvcmd=echo run uenvcmd.;run loaduimagefat; run loadrootfs;run loaddtb;run mmcargs;run mmcboot;,主控制平台模块设计,4. 驱动程序设计,经过上面的技术攻关，我们得到了QT独立运行的界面，成功的将angstrom人机界面从BB上摘除，之后，我们又根据3.0之后，linux内核对驱动程序独特并新颖的管理方式进行了修改，将
8、原有BB内核中的设备树移植进我们自己的内核中，并在移植的设备树文件中加入的我们开发过程中需要的SD、HDMI、USB、IO中断，以及SPI外设驱动，成功的进行了3.8设备书目的移植以及开发。,系统联调与测试,1.火源定位功能,2.定点灌溉,3.风速与风向监测,4.温湿度监测并报警,5.风扇控制,亮点与创新点,亮点： 1.从设计到实现，从软件到硬件，从模拟到数字，对系统进行了合理设 计与完整实现 2.从处理器芯片到模拟器件，全部来自TI公司，处理器资源利用率高 3.自主设计、加工完成了全部的机械结构，特别是可控二维运动结构 4. 在参考资料不充分的前提下完成了基于Blackbone开发板的嵌入式系 统开发与驱动程序设计,亮点与创新点,创新点： 1.采用了TI高性能模拟器件CC2500，构建了无线通信网络 2.在Blackbone平台上实现了Linux+QT组合，开发了显控界面 3.在MSP430中实时实现了基于图像处理的火源定位 4.系统整体方案已申请专利,谢谢各位老师,