基于嵌入式Linux的GPRS家居监控终端设计

摘要

随着计算机技术和通信技术的发展，人们生活水平的提高，新技术大大改变了人们生活方式。将嵌入式系统技术、无线通信技术结合在一起的无线远程图像监视系统成为可能。无线监控的诸多优点将大大改变人们的生活方式和思维方式，丰富了家庭安防的实现手段，未来的家庭安防技术的发展必然朝着无线监控方向发展。现有的无线电台技术、蓝牙技术、无线局域网技术等无线技术都无法解决传输距离、传输速率以及成本费用等问题。具有覆盖范围广、传输速率高、接入时间短、永远在线、按流量计费等特点的GPRS(General Packet Radio Service)正满足了无线监控系统的需要。同时，也是进一步开发现有资源，充分挖掘现有资源的利用率。
　　 本文的主要工作内容如下：
　　 1、通过对GPRS技术和实现原理进行的深入研究，设计了基于嵌入式Linux的GPRS家居监控终端，完成硬件平台的设计，其中基于S3C2410A处理器的硬件核心电路包括：时钟电路、复位电路、电源电路、JTAG接口电路和存储器扩展电路；外围接口电路包括：与图像采集模块连接的USB接口电路、与音频模块连接的IIS接口电路和与GPRS模块进行连接的串口电路。
　　 2、完成监控终端软件平台设计，实现了嵌入式Linux操作系统的移植：UBoot的移植，嵌入式Linux操作系统内核的编译和移植，cramfs根文件系统的构建；进行硬件驱动程序的设计：NAND FLASH驱动程序的设计、串口驱动程序的设计、USB驱动程序的设计。
　　 3、设计监控终端的应用程序，图像采集模块：图像压缩模块的实现方案；GPRS无线传输：GPRS模块的网络结构、GPRS连接与PDP上下文激活、GPRS拨号接入和PPP协议的移植；短信息通信：短信息处理模块对短信息的收发流程。对系统软硬件平台进行综合测试，验证系统设计的有效性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 无线监控的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 无线监控传输方案的比较和方案选定

1.4 本课题的研究内容

第二章 监控终端的硬件设计

2.1 监控终端的硬件总体设计方案

2.2 硬件核心电路设计

2.2.1 时钟电路设计

2.2.2 复位电路设计

2.2.3 电源电路设计

2.2.4 JTAG调试接口电路设计

2.2.5 存储器扩展电路

2.3 各种接口电路

2.3.1 图像采集接口

2.3.2 音频接口的设计

2.3.3 GPRS模块接口电路设计

2.4 本章小结

第三章 嵌入式Linux操作系统开发平台的搭建

3.1 操作系统开发平台搭建

3.1.1 安装交叉编译器

3.1.2 NFS设置

3.1.3 环境测试

3.2 BootLoader

3.2.1 BootLoader简介

3.2.2 Uboot移植

3.3 安装和编译Linux内核

3.3.1 内核移植的流程

3.3.2 Linux内核移植详解

3.3.3 Linux内核的编译和配置

3.4 Linux文件系统

3.4.1 JFFS2和JFFS3比较

3.4.2 YAFFS和JFFS的比较

3.4.3 CRAMFS文件系统

3.4.4 根文件系统的建立

3.4.5 cramfs根文件系统的建立

3.4.6 NFS文件系统

3.5 本章小结

第四章 监控终端驱动程序设计

4.1 Linux驱动程序设计概述

4.2 NAND FLASH驱动程序设计

4.2.1 Linux Flash驱动体系结构

4.2.2 Linux MTD系统接口

4.2.3 NAND F1ash的驱动

4.3 串口驱动程序设计

4.3.1 终端设备驱动的体系结构

4.3.2 字符终端设备驱动的设计

4.3.3 串口驱动的设计

4.4 USB驱动程序设计

4.4.1 USB设备的逻辑组成

4.4.2 USB主机驱动

4.4.3 USB设备驱动

4.4.4 驱动程序的调试

4.5 本章小结

第五章 监控终端应用程序设计

5.1 图像采集模块

5.2 短信息处理模块

5.3 GPRS的网络结构

5.4 GPRS传输模块

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢