校园“一卡通”数据采集系统中无线传输基站的设计与实现

摘要

随着信息技术的不断发展，嵌入式系统的开发也越来越复杂。有些嵌入式系统实现了TCP/IP协议栈，使一些电子设备接入互联网成为可能；有些嵌入式系统实现了图形用户界面，增强了与用户的交互性。由于嵌入式系统功能的不断增强，其应用因此被广泛用于安全监控、工业控制、门禁、考勤等诸多领域。 校园“一卡通”的一个典型应用就是教职工的上下班考勤。该应用通过班车上的机具采集教职工的上下班信息，但需要人工将采集到的数据转移到后台数据库。为了便于数据的及时收集与管理，我们提出了基于无线传输的校园“一卡通”数据采集系统。该系统的数据采集终端通过无线网络传送到无线传输基站，无线传输基站再通过有线网络将数据发送到后台数据库。本文论述了无线传输基站的设计与实现方案。 本文根据嵌入式系统应用开发的特点，利用与嵌入式相关的硬件平台、操作系统、驱动、文件系统、网络等一些关键技术，设计实现了嵌入式无线基站中串口数据与网口数据转换的功能，使无线基站将接收到的数据及时传输到后台数据库。 首先，设计了基于无线传输的校园“一卡通”数据采集系统架构。根据数据采集传输的工作流程，将系统分为四部分，即车载读卡信息采集终端、无线传输基站、终端与无线基站的无线协议和基于该应用的WPI架构。确定本文重点研究无线传输基站部分。 其次，从整体上分析设计了无线传输基站方案。根据嵌入式开发软硬件结合的特点，分别从硬件和软件两个方面对无线传输基站进行了详细的分析，确定了硬件的组成模块、软件的工作流程及功能模块，并明确了软件开发的工作环境。 然后，研究实现了硬件平台的搭建和软件平台的构建。硬件部分，详细分析了需要使用的微处理器及Flash、SDRAM、RS232、以太网、无线模块等接口电路的物理特点和功能特性。软件平台部分，构建了嵌入式软件开发平台，为应用程序创建开发环境。在该部分，深入研究分析了vivi的启动工作流程、嵌入式Linux操作系统的功能及组成、CS8900A驱动的原理、文件系统的特点及选择，详细分析了这些组成部分的移植实现。 最后，分析实现了无线传输基站的应用功能。该无线传输基站的应用主要包括串口应用、以太网口应用和串网口的转换实现。后台应用主要是对数据库的管理与操作。调试部分，用实例解析了嵌入式开发的调试方式。 无线传输基站已经实现，说明其在实际应用中具有一定的实用价值。可根据现实需要对其功能进行有针对性地扩展。对于其他类似的嵌入式开发也具有很好的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1相关背景

1.2系统拓扑架构

1.3本文研究工作

第二章系统总体设计

2.1嵌入式系统组成

2.2无线基站系统功能

2.3硬件平台

2.4软件架构

2.4.1嵌入式操作系统

2.4.2应用软件

2.5交叉开发模型

2.6本章小结

第三章硬件平台的搭建

3.1S3C2410微处理器

3.2 Flash存储器接口电路

3.3 SDRAM接口电路

3.4 RS232接口电路

3.5以太网接口电路

3.6无线模块

3.7本章小结

第四章嵌入式Linux系统的构建

4.1交叉编译工具链的构建

4.2 Bootloader的移植

4.2.1 Bootloader的作用

4.2.2 vivi的启动分析

4.2.3移植

4.3嵌入式Linux内核的移植

4.3.1 Linux内核的功能

4.3.2 Linux的代码结构

4.3.3内核的移植研究

4.4 CS8900A驱动程序移植

4.4.1网络驱动的相关概念

4.4.2 CS8900A的工作原理

4.4.3 CS8900A驱动程序分析

4.4.4 CS8900A移植配置

4.5文件系统的移植

4.5.1文件系统的内容分析

4.5.2文件系统的种类和特点

4.5.3文件系统的选择

4.5.4移植

4.6本章小结

第五章应用程序

5.1串口与socket的转换实现

5.1.1 select机制

5.1.2系统流程

5.2串口编程

5.3 Socket编程

5.3.1地址及顺序处理

5.3.2流式Socket分析与编程

5.4本章小结

第六章后台数据库的实现

6.1数据库的创建

6.2数据库的访问

6.3本章小结

第七章调试

7.1 NFS文件系统

7.2交叉调试

7.3本章小结

第八章结论与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢