基于嵌入式系统的农业数据采集传输关键技术研究
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摘要
精细农业作为一个综合应用地理信息技术、计算机辅助决策技术、农业工程技术等现代高新技术的农业技术体系,己经成为农业可持续发展研究的热门领域,被广泛应用于农业生产。在我国,精细农业已取得了较大成就,但还存在许多问题,尤其是农业数据的远程采集传输问题。农业信息往往不能快速有效的采集和传输,因此严重阻碍了精细农业的发展和应用。这也是造成我国农业生产长期处于较低水平的一个主要原因。所以分析农业数据采集传输中的现有问题,运用新的技术对农业数据采集传输系统进行研究开发对于精细农业发展有重要意义。
嵌入式技术是当今最流行的前沿技术之一。随着嵌入式系统的广泛应用,将嵌入式技术应用于农业生产,解决农业远程数据采集和传输问题,对促进我国精细农业发展有重要意义,同时也是嵌入式系统发展的新趋势。本文在分析国内外同类产品特点及发展趋势的基础上,结合农业数据采集传输系统在精细农业应用中的实际需要,对嵌入式农业数据采集传输系统的的关键技术进行了研究。
本文系统研究了构建嵌入式系统的相关理论及新近技术,总结了通用的开发方法。硬件系统选用S3C44B0X核心板为基础,根据系统需要扩展了以太网接口、LCD接口、串口和JTAG接口等外围电路,构建成系统硬件平台;经过深入剖析μClinux针对嵌入式系统的解决方案及其在嵌入式系统中的架构和移植过程中的主要任务和难题,建立了嵌入式系统的交叉编译环境。通过移植U-Boot开发了系统引导加载程序Bootloader;定制及裁剪了μClinux操作系统并移植到系统平台,并建立了根文件系统,从而实现了ARM &μClinux的嵌入式系统;研究了Linux下设备驱动程序和应用程序的开发,在此基础上针对系统资源开发了以太网驱动、LCD显示驱动、串口驱动等设备驱动程序和A/D转换等应用程序;分析了嵌入式服务器,实现了嵌入式系统BOA服务器的移植与配置,并完成了测试网页和CGI程序的编写;针对嵌入式系统的GUI问题,在对目前比较成熟的嵌入式GUI系统进行分析比较后,最终选定了MiniGUI实现嵌入式系统图形界面,分析了MiniGUI体系结构并实现了MiniGUI的移植。
Precision agriculture as an integrated application of geographic information technology, computer-assisted decision-making technology, agricultural engineering technology and other modern hi-tech agricultural technology system, have become a hot area of agricultural sustainable development research, are widely used in agricultural production. In China, precision agriculture has made great achievements, but there are still many problems, especially remote acquisition and transmission of agricultural data. the agricultural data can not always be fast and efficient acquisition and transmission, thus seriously hindered the development of precision agriculture and applications. This is one of the main reasons that caused China’s agricultural production at a relatively low level long-term.Therefore,analysis the problems of agriculture data acquisiton and transmission system,research and develop the system with new technologies for the development of precision agriculture is important.
Embedded System is one of the most popular technologies.With the extensive application of embedded systems,Embedded technology will be applied to agricultural production to solve agricultural remote data acquisition and transmission issues,which is not only will promote the development of China precision agricultual greate,but also is the new application trend of embedded system. Based on the analysis of similar products characteristics and trend at home and abroad,and based on the combination of acutal needs of agricultural data acquisition and transmission used in precision agriculture,the paper will mainly discuss the reaserch of key technology of agriculture data acquisition and transmission based on embedded system.
The paper analysed systemically correlative theories and new technologies for establishing system of embedded system ,and summarize the gereral method.the hardware platform of system had been constructed based on s3c44b0x coreboard,then expand the ethernet interface, lcd interface, uart and other common interface according to system needs. the software of the system should be developed by cross compiled,so crossing compile environment must be established first. Analysised the solutions of uClinux used in edmedded system and the major tasks when porting uClinux to hardware platform had been established in-depth.the software system had been constructed inculding porting U-Boot as system bootloader ,porting uClinux as operation system and making the root file system.so the embedded system based on ARM & uClinux constructed successfully.Disscussed the development of devices driver and application program under Linux,then developed ethernet driver,lcd driver, uart driver and application program of A/D and so on according to need. Discusse the embedded Web Server and realized the embedded system BOA server porting and configuration, and completed the test page and the CGI programs. then selected MiniGUI as the GUI software after comparing the different products for embedded Linux GUI..based on analysis of MiniGUI architecture, discussed how to porting MiniGUI and developing the MiniGUI programs .
嵌入式技术是当今最流行的前沿技术之一。随着嵌入式系统的广泛应用,将嵌入式技术应用于农业生产,解决农业远程数据采集和传输问题,对促进我国精细农业发展有重要意义,同时也是嵌入式系统发展的新趋势。本文在分析国内外同类产品特点及发展趋势的基础上,结合农业数据采集传输系统在精细农业应用中的实际需要,对嵌入式农业数据采集传输系统的的关键技术进行了研究。
本文系统研究了构建嵌入式系统的相关理论及新近技术,总结了通用的开发方法。硬件系统选用S3C44B0X核心板为基础,根据系统需要扩展了以太网接口、LCD接口、串口和JTAG接口等外围电路,构建成系统硬件平台;经过深入剖析μClinux针对嵌入式系统的解决方案及其在嵌入式系统中的架构和移植过程中的主要任务和难题,建立了嵌入式系统的交叉编译环境。通过移植U-Boot开发了系统引导加载程序Bootloader;定制及裁剪了μClinux操作系统并移植到系统平台,并建立了根文件系统,从而实现了ARM &μClinux的嵌入式系统;研究了Linux下设备驱动程序和应用程序的开发,在此基础上针对系统资源开发了以太网驱动、LCD显示驱动、串口驱动等设备驱动程序和A/D转换等应用程序;分析了嵌入式服务器,实现了嵌入式系统BOA服务器的移植与配置,并完成了测试网页和CGI程序的编写;针对嵌入式系统的GUI问题,在对目前比较成熟的嵌入式GUI系统进行分析比较后,最终选定了MiniGUI实现嵌入式系统图形界面,分析了MiniGUI体系结构并实现了MiniGUI的移植。
Precision agriculture as an integrated application of geographic information technology, computer-assisted decision-making technology, agricultural engineering technology and other modern hi-tech agricultural technology system, have become a hot area of agricultural sustainable development research, are widely used in agricultural production. In China, precision agriculture has made great achievements, but there are still many problems, especially remote acquisition and transmission of agricultural data. the agricultural data can not always be fast and efficient acquisition and transmission, thus seriously hindered the development of precision agriculture and applications. This is one of the main reasons that caused China’s agricultural production at a relatively low level long-term.Therefore,analysis the problems of agriculture data acquisiton and transmission system,research and develop the system with new technologies for the development of precision agriculture is important.
Embedded System is one of the most popular technologies.With the extensive application of embedded systems,Embedded technology will be applied to agricultural production to solve agricultural remote data acquisition and transmission issues,which is not only will promote the development of China precision agricultual greate,but also is the new application trend of embedded system. Based on the analysis of similar products characteristics and trend at home and abroad,and based on the combination of acutal needs of agricultural data acquisition and transmission used in precision agriculture,the paper will mainly discuss the reaserch of key technology of agriculture data acquisition and transmission based on embedded system.
The paper analysed systemically correlative theories and new technologies for establishing system of embedded system ,and summarize the gereral method.the hardware platform of system had been constructed based on s3c44b0x coreboard,then expand the ethernet interface, lcd interface, uart and other common interface according to system needs. the software of the system should be developed by cross compiled,so crossing compile environment must be established first. Analysised the solutions of uClinux used in edmedded system and the major tasks when porting uClinux to hardware platform had been established in-depth.the software system had been constructed inculding porting U-Boot as system bootloader ,porting uClinux as operation system and making the root file system.so the embedded system based on ARM & uClinux constructed successfully.Disscussed the development of devices driver and application program under Linux,then developed ethernet driver,lcd driver, uart driver and application program of A/D and so on according to need. Discusse the embedded Web Server and realized the embedded system BOA server porting and configuration, and completed the test page and the CGI programs. then selected MiniGUI as the GUI software after comparing the different products for embedded Linux GUI..based on analysis of MiniGUI architecture, discussed how to porting MiniGUI and developing the MiniGUI programs .
引文
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