基于嵌入式系统小车寻物设计与实现.doc

摘 要 随着社会经济和科学技术的发展，嵌入式技术的应用越来越多走进人们的生活，由于Linux具有对各种设备的广泛支持性，因此，能方便地应用于机顶盒、IA设备、PDA、掌上电脑、WAP手机、车载盒以及工业控制等智能信息产品中。与PC相比，手持设备、IA设备以及信息家电的市场容量要高得多，而Linux嵌入式系统的强大的生命力和利用价值，使越来越多的企业和高校表现出对它极大的研发热情。图像采集及无线通信技术是两大相当关键的应用门类，在各种场合的应用都相当广泛，因此，我们通过开发一个智能小车，采用S3C2440核心板，L298N作为电机驱动，用摄像头实现图像采集，Wifi无线网卡实现数据传输，使其能够沿着轨道寻迹，同时实施图像采集，把图像传输到后台服务器，达到以应用嵌入式Linux操作系统平台来建立一个实现远程寻物模型，便于查找物品，尤其适合在大型仓储中应用，同时也能够对整个仓库进行监控，实现安全管理。 关键词：嵌入式系统 无线通信 ARM 图像采集目　录 摘 要 I 第一章 绪论 1 1.1设计背景 1 1.2嵌入式Linux发展现状及趋势 1 1.3方案论证 2 1.4采用的基本设计思路和要实现的基本功能 3 第二章 嵌入式Linux应用 4 2.1嵌入式Linux开发环境建立 4 2.2U-boot的移植 4 2.2.1U-boot简介 4 2.2.2U-boot目录结构 5 2.2.3主要功能 5 2.2.4移植u-boot 5 2.3Linux内核移植 8 2.3.1配置Linux内核 8 2.3.2网卡驱动添加 9 第三章 系统硬件设计 12 3.1控制主板 12 3.2电源电路的设计与分析 14 3.3驱动电路的设计与分析 15 3.3.1电机驱动电路的设计与分析 15 3.3.2光电隔离电路的设计与分析 15 3.3.3光耦光电管驱动电路设计与分析 16 3.3.4码盘测速接口电路设计与分析 16 3.4寻迹电路设计与分析 17 3.4.1红外发射与接收管的基本工作原理 17 3.4.2红外寻迹电路板的整体分布与抗干扰设计 17 3.4.3红外寻迹板的基本工作原理 18 第四章 系统软件设计 20 4.1主程序的设计 20 4.2寻迹算法 20 4.3红外传感器驱动的设计 23 4.4PWM驱动的设计 23 4.5无线通信的设计 23 4.5.1上位机程序 24 4.5.2下位机程序 24 第五章 系统测试 26 5.1测试环境 26 5.1.1跑道图介绍 26 5.1.2寻迹过程说明 26 5.2通信测试 27 5.2.1图像采集测试 27 5.2.2系统软件测试 28 5.3测试问题及解决办法 30 第六章 总结与展望 31 6.1总结 31 6.2展望 32 致 谢 33 参考文献 34第一章 绪论 1.1 设计背景 2010年4月，为促进校企合作，引导企业参与赛项设计、提供技术支持和后援保障，推动工学结合人才培养模式的改革与创新，引导高职教育在嵌入式技术高速发展背景下的相应专业领域的教学改革与专业调整，检验高职学生在嵌入式技术应用方面的职业能力以及质量、效率、成本和安全意识。全国职业院校技能大赛组委会决定将“嵌入式产品开发”作为竞赛项目之一。 1.2 嵌入式Linux发展现状及趋势 关于嵌入式系统(Embedded Systems)的定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。举例来说，大到油田的集散控制系统和工厂流水线，小到家用VCD机或手机，甚至组成普通PC终端设备的键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡等均是由嵌入式处理器控制的，嵌入式系统市场的深度和广度，由此可见一斑。尽管如此，它的市场价值也许仍然超过了您的想象：今天，嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元。 自由开源软件在嵌入式应用上受到青睐，Linux日益成为主流的嵌入式操作系统之一。随着MOTOROLA手机A760、IBM智能型手表Watch Pad、SharpPDA、Zaurus等一款款高性能“智能数码产品”的出现，以及Motorola、Samsung、MontaVista、Philips、Nokia、IBM、SUN等众多国际巨头的加入，嵌入式Linux的队伍越来越庞大了。目前不少大学、研究机构和知名公司加入了嵌入式Linux的开发工作，成熟的嵌入式Linux产品不断涌现。 2004年全球嵌入式Linux市场规模已达9150万美元，2005年有1.336亿美元，2006年有1.633亿美元，2007年已达2.011亿美元，每年平均增长30%。 一个完整的系统，当然要包括硬件和软件两个部分，这就好像必须要有丈夫和妻子，