智能家居遠程監控系統的設計及實現

3 系統軟件設計
本系統控制中心是ARM9控制器，其軟件設計包括系統軟件(嵌入式操作系統、硬件設備驅動程序、嵌入式Web服務器)設計和應用軟件(網頁設計及CGI應用程序)設計。
3．1 嵌入式操作系統在S3C2440上移植過程
(1)從網站上下載Linux的內核源碼linux-2．6．31．tar．bz2和交叉編譯器arm920t-eabi．tgz，這個交叉編譯器是4．1．2版本的，支持EABI，可以提高編譯的效率。
(2)在宿主機上將內核源碼解壓得到linux-2．6．31，將交叉編譯器解壓到指定目錄。
(3)修改Makefile文件及相關硬件文件。由于內核的編譯是根據Makefile文件的指示進行的，Makefile文件來組織內核的各模塊之間的關系，記錄了各個模塊之間的相互聯系和依賴關系。所以，修改Linux2．6．31根目錄下的Maldile文件來指定平臺和交叉編譯器。
(4)通過命令# make menuconfig來配置內核。配置內核時，讓它支持EABI編譯。
(5)在linux-2．6．31根目錄下執行命令# make zImage來編譯內核，將生成的內核鏡像文件zImage通過相應的固化軟件固化到系統相應的存儲器中，完成linux-2．6．31內核在ARM微處理器上的移植。
3．2 驅動程序的設計
控制器需要多個設備驅動程序。嵌入式Linux系統中設備驅動程序有一個標準的框架，可以根據硬件結構來填寫框架中的函數。主要的函數包括open()，read()，write()，ioctl()，release()，module_init()和module_exit()等。為了減小內核的大小，把編寫好的驅動程序編譯成模塊。編寫Makefile、Kconfig文件，分別執行make menuconfig命令選擇驅動程序的加載方式，利用makemodules命令生成目標文件，最后利用insmod命令調用initial_module函數將編譯好的模塊調入內存即可。
3．3 Web服務器Boa移植
Boa是一個嵌入式Web服務器，能夠生成動態的頁面，支持CGI，比較適合嵌入式系統。在硬件電路板上存放一個網頁，在用戶端可以通過瀏覽器來訪問硬件電路板上這個網頁，然后通過網頁中的內容就可以和硬件電路板上的硬件設備進行交互。具體移植過程如下：
(1)從網上下載Boa服務器源碼壓縮包boa-0．94．13．tar.gz，將其解壓得到boa-0．94．13，在boa-0．94．13／src下編譯生成boa可執行程序。
(2)把宿主機Linux操作系統下的／etc／mime．types復制到根文件系統的／etc目錄中，在根文件系統的／etc中建立boa文件夾，根文件系統的／etc／boa目錄下建立www、cgi-bin目錄，www中存放HTML文件，cgi-bin中存放CGI腳本，把網頁文件index．files和index．html復制到根文件系統的／etc／boa／www目錄下，在根文件系統的／var目錄下建立日志目錄log／boa。
(3)對Boa作配置和修改。主要通過對defines．h，boa．conf和mime．types文件進行修改來實現。修改defines．h指定Web服務器的根目錄路徑(SERVER_ROOT)。boa．conf文件由一些規則組成，用于配置Boa服務器，指定相應端口，服務器名稱，一些相關文件的路徑等。Boa服務器要想正確運行，必須保證該文件是正確配置的，而且該文件和某些靜態網頁，CGI可執行程序等都放于某特定目錄下。
(4)把boa-0．94．13／sre下編譯出的boa可執行程序復制到根文件系統的／usr／bin目錄下，把修改過的配置文件boa．conf復制到開發板的／etc／boa目錄下，并將一些靜態頁面放在由boa．conf指定的目錄下。
(5)重新編譯根文件系統。把根文件系統下載到硬件電路板上。
在硬件電路板上運行嵌入式Web服務器Boa，通過瀏覽器就能訪問系統所設計的網頁。
3．4 應用軟件設計
本系統的核心是一個嵌入式Web服務器，其應用軟件的設計包括網頁設計和CGI應用程序設計兩部分。
(1)網頁設計：網頁設計采用設計工具Dreamweaver，FrongtPage等來實現。
(2)CGI應用程序設計：采用C語言來編寫CGI應用程序，實現外部實時數據采樣、與家電設備的通信與控制等。CGI技術可以實現瀏覽器與嵌入式Web服務器的動態數據交互。CGI程序保存在嵌入式Web服務器端。在用戶端打開HTML頁面，點擊HTML頁面上設備的控制按鈕，就會通過Internet把用戶請求送到嵌入式Web服務器中，服務器接收用戶請求并交給CGI程序處理，實現用戶的功能需求，這就做到了通過對HTML頁面上相應設備的點擊實現家庭網絡中設備的遠程控制。

4 結束語
該系統硬件采用ARM9 S3C2440 微處理器作為控制核心，軟件采用linux-2.6.31內核作為系統的嵌入式操作系統，采用Boa作為嵌入式Web服務器，結合以太網通信技術和GPRS無線通信技術實現了對家庭環境的遠程實時監控、安防自動報警和對家電設備遠程控制的功能。本監控系統具有較大的實用價值，未來的發展空間非常大，能夠使人們生活得更加舒適安全。