面向智能家居的嵌入式傳感網網關的研究與設計
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4 家庭網關軟件設計
4．1 構建網關嵌入式Linux操作系統(tǒng)
網關系統(tǒng)硬件平臺與功能應用之間，需要專門的負責管理存儲器分配，中斷處理以及任務調度等功能的軟件模塊，這就是嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)是用來支持嵌入式應用的系統(tǒng)的軟件，包括硬件相關的底層驅動，系統(tǒng)內核，通信協(xié)議，圖形用戶界面等。
本文的網關系統(tǒng)是面向WSN和Internet，GSM互聯(lián)的通信應用，主要完成異構網絡之間的通信和控制，因此需要選擇實時的操作系統(tǒng)。在眾多的嵌入式實時操作系統(tǒng)中，從開發(fā)成本，軟件支持和代碼開放的角度考慮，本文將采用Linux操作系統(tǒng)作為網關的系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。
4．2 建立交叉編譯環(huán)境
交叉編譯就是在一個平臺上生成另一個平臺上可以執(zhí)行的代碼。這里的平臺包括體系結構和操作系統(tǒng)。同一體系結構上可以運行不同操作系統(tǒng)。同樣，同一個操作系統(tǒng)也可以在不同的體系結構上運行。
本文是在裝有Ubuntu 9．10(基于X86架構的Linux操作系統(tǒng))的PC機上為網關系統(tǒng)建立了基于ARM9的交叉編譯環(huán)境。建立之后，就可以在PC機上對將在網關系統(tǒng)上運行的應用程序進行編譯，從而生成可以在網關系統(tǒng)上運行的可執(zhí)行代碼，最后下到網關系統(tǒng)上。這也就是目前嵌入式程序開發(fā)的宿主機／目標機(HOST／TARGET)模式。
Linux交叉編譯環(huán)境的內容，主要分為4個部分：GCC編譯器(C語言編譯器)，二進制工具包(Binutils)，標準C庫(Glibc)和Linux內核頭文件。Glibc和GCC都有很多版本，需要根據實際需要選擇合適的版本。
4．3 網關應用程序設計
本次網關系統(tǒng)的應用軟件架構圖4所示。其主要功能是依據傳感器配置文件，分類解析WSN中的數據，為用戶提供Socket數據服務和XML-RPC遠程調用服務。其工作流程是：網關程序啟動以后，從XML文件夾中解析所有的傳感器配置文件；監(jiān)聽串口數據，利用傳感器配置文件解析數據生成XML數據流；創(chuàng)建Socket服務器，等待客戶端數據請求，提供XML格式的Socket服務；創(chuàng)建XML-Socket遠程調用服務器，完成用戶的XML請求。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/150878.htm
程序設計思路如圖5所示：網關程序啟動，完成參數初始化，解析XML文件夾下的所有傳感器配置文件，創(chuàng)建3個類的實例。4個任務隊列。Serialcomm類創(chuàng)建兩條線程用讀串口和寫串口，這樣可以保證數據的實時性?；谕瑯拥牡览恚琗MLParser類和XMLComm類也是雙線程并行工作。這樣就組成了從WSN和Internet的上行通道(圖5中的虛線表示)，以及Internet到WSN的下行通道(圖5中的粗線表示)。
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