基于OpenWrt的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器設(shè)計(jì)

本文提出了一種基于OpenWrt操作系統(tǒng)的智能服務(wù)器，它可用于廚房電器的無(wú)線互聯(lián)和智能化改造。通過(guò)利用本智能廚電服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微波爐的智能化改造，并將智能手機(jī)通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器成功對(duì)微波爐進(jìn)行了遠(yuǎn)程控制。

本設(shè)計(jì)可以作為智能廚電的基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可以對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行合理的擴(kuò)展，使智能家居成為可能。

OpenWrt的編譯

OpenWrt是基于Linux系統(tǒng)，為編譯OpenWrt需要搭建Linux平臺(tái)。利用VMwareWorkstation裝載Ubuntu14.04虛擬機(jī)搭建Linux編譯環(huán)境。Ubuntu14.04系統(tǒng)安裝完成，連接上網(wǎng)絡(luò)，以非root用戶登錄，打開(kāi)“應(yīng)用程序—附件—終端”，在終端下利用sudoapt－getinstall命令語(yǔ)句，加載如下的軟件包：gccg++binutilspatchbzip2flexbisonmakeautoconfgettexttexinfounzipsharutilssubversionlibncurses5－devzlib1g－dev，利用sudoapt－getupdate命令語(yǔ)句更新以上軟件包。獲取OpenWrt源代碼和安裝包。在終端中輸入命令語(yǔ)句svncheckoutsvn：//svn.openwrt.org/openwrt/trunk，將會(huì)在OpenWrt代碼托管網(wǎng)站上下載OpenWrt最新工程文件。

feeds是OpenWrt環(huán)境所需要的軟件包套件。通過(guò)feeds.conf.default文件檢查需要包含在環(huán)境中的軟件包。下載所需要的軟件包，使用［openwrt@localhosttrunk］$./scripts/feedsupdate－a./scripts/feedsinstall－a更新feeds的配置文件，添加新的軟件包用于生成系統(tǒng)。使用交叉編譯，生成的SDK以及image等文件的類(lèi)型取決于開(kāi)發(fā)環(huán)境、應(yīng)用硬件及源碼版本。這需要對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行了解，才能進(jìn)行正確的配置。使用makedefconfigmakeprereqmakemenuconfig進(jìn)入配置界面（menu-config），如下圖所示。

OpenWrt編譯配置界面

在TargetSystem和TargetProfile下選擇合適的目標(biāo)即可。本文設(shè)計(jì)選擇TP－LINKTL－WＲ703N作為目標(biāo)。選擇BuildtheOpenWrtImageBuilder和BuildtheOpenWrtSDK即可在編譯中產(chǎn)生相關(guān)二進(jìn)制和SDK文件。

保存好選項(xiàng)，退出配置界面返回終端，利用［openwrt@localhosttrunk］$makepackage/cups/compileV=99語(yǔ)句進(jìn)行OpenWrt的編譯。編譯過(guò)程中會(huì)自動(dòng)從OpenWrt源碼托管網(wǎng)站下載相關(guān)的系統(tǒng)文件。等待編譯結(jié)束后，產(chǎn)生相應(yīng)的Image和SDK文件。在SDK中添加自己的packages進(jìn)行智能服務(wù)器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

對(duì)于新建的package，可以作為一個(gè)可選軟件包，利用SDK環(huán)境來(lái)單獨(dú)編譯，編譯生成一個(gè)ipk的文件包，最后在OpenWrt系統(tǒng)下安裝即可。

在本文設(shè)計(jì)中利用了socket接口通信協(xié)議和ser2net服務(wù)。實(shí)現(xiàn)方法如下：

com_init（）;//端口初始化

//設(shè)置一個(gè)socket地址結(jié)構(gòu)

structsockaddr_inserver_addr;

bzero（＆server_addr，sizeof（server_addr））;

server_addr.sin_family=AF_INET;//服務(wù)器IP

server_addr.sin_addr.s_addr=htons（INADDＲ_ANY）;

server_addr.sin_port=htons（SEＲVEＲ_POＲT）;//控制端口//數(shù)據(jù)發(fā)送

voidsend_cmd（unsignedcharcmd）{

intlen;

intn=0;

charwrite_buf［50］;

n=0;

len=3;

bzero（write_buf，sizeof（write_buf））;

write_buf［0］=0xfe;

write_buf［1］=0x00;

write_buf［2］=cmd;

n=write（fd，write_buf，len）;

printf（“writedchars\n”，n）;

}

本文采用的服務(wù)器IP為192.168.1.1，端口為2001。

編寫(xiě)的makefile文件如下：

#buildopenwrt－serverexecutablewhenuserex-

ecutes“make”

openwrt－server：openwrt－server.o

$（CC）$（LDFLAGS）openwrt－server.o－o

openwrt－server

openwrt － server. o： openwrt － server. c

$ （ CC） $ （ CFLAGS） － c openwrt － server. c

# remove object files and executable when user executes “ make clean”

clean：

rm * .o openwrt － server

執(zhí)行 make 生成 openwrt － server. ipk 文件，將文件 上 傳 到 路 由 器。利 用 opkg install 安 裝 ser2net. ipk 和 openwrt － server. ipk。

至此，OpenWrt 智能服務(wù)器系統(tǒng)編譯完成。

TP － Link Wr70n改造

本設(shè)計(jì)選擇 TP － Link Wr70n 作為中繼服務(wù)器，負(fù)責(zé)智能手機(jī)與廚房電器之間的通信。TP － Link Wr703n 是一款基于 AＲM 構(gòu)架的無(wú)線路由器。本文利用 TP － Link Wr703n 的串口與廚房電器進(jìn)行通信，該款路由器默認(rèn)未將串口引出。對(duì) TP － Link Wr703n 的改造，讓 OpenWrt 系統(tǒng)成功與其適配也是該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。Wr703n 路由器的版圖如下圖所示。

Wr703n 電路版圖

圖中 A 部分是 Wr703n 的控制 AＲ9331 的位置， B 部分是 Flash 所在位置。通過(guò)對(duì) Wr703n 的電路改造引出 TTL 串口。

取下原有的 4 MB Flash 芯片，將芯片更換為Hynix HY27UF084G2B 64 MB Flash 芯片。通過(guò)原理圖找到 Wr703n 處理器的串口引腳，利用跳線引出串口到 USB 接口上，路由器改造完成。