- 基于ARM-Linux架構(gòu)的遠(yuǎn)程可控電源插座設(shè)計方案

2．2 控制模塊驅(qū)動設(shè)計
? ? 在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，設(shè)備驅(qū)動程序為應(yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。在應(yīng)用程序看來，硬件設(shè)備只是一個設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進(jìn)行操作。
? ? 文中使用GPIO口作為控制端口，每一位信息控制一個電源插座開關(guān)。以連接1號插座開關(guān)的GP10為例，說明其驅(qū)動程序的編寫。
? ? 將GP10定義為輸出狀態(tài)，并預(yù)設(shè)插座開關(guān)斷開時輸出0，此時GP10將輸出0，輸出低電平，并使圖4中的三極管T1截止，光耦U1不工作，K1不導(dǎo)通，220 V供電斷開；打開供電時，將GP10置1，即輸出高電平，T1導(dǎo)通，220 V供電打開。

驅(qū)動程序中ioctl函數(shù)代碼如下：

2．3 嵌入式Web服務(wù)器設(shè)計
? ? 遠(yuǎn)程可控電源插座系統(tǒng)采用B／S(Browser／Server)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)內(nèi)嵌的嵌入式Web服務(wù)器可向合法用戶提供基于瀏覽器的操作界面，瀏覽器便成了與插座相連設(shè)備的遠(yuǎn)端控制板。
? ? 由于嵌入式系統(tǒng)擁有的資源有限，構(gòu)建嵌入式Web服務(wù)器須選擇一個合適的Web服務(wù)器，在不影響整體性能的前提下，既利用自身有限的資源，又必須滿足支持CGI的Web應(yīng)用需求。
? ? 文中采用Boa Server作為嵌入式Web服務(wù)器。Boa是一個非常小巧的Web服務(wù)器，可執(zhí)行代碼只有約60 kB。它是一個單任務(wù)Web服務(wù)器，只能依次完成用戶的請求，而不會創(chuàng)建出新的進(jìn)程來處理并發(fā)連接請求。但Boa支持CGI，能夠為CGI程序創(chuàng)建進(jìn)程來執(zhí)行。
? ? 移植Boa的大致步驟如下：
? ? 1)從官方網(wǎng)站(http：／／www．boa．org)上下載Boa源代碼，解壓；
? ? 2)根據(jù)硬件對Boa進(jìn)行相應(yīng)的配置，并交叉編譯，編譯器選用arm-linux-gCC；
? ? 3)編譯生成可在ARM上運行的Boa程序，將其和內(nèi)核一起下載到ARM平臺上運行；
? ? 4)將系統(tǒng)所需靜態(tài)頁面文件和CGI程序拷貝至相應(yīng)的路徑下。
? ? 當(dāng)Web服務(wù)器程序收到用戶以HTTP協(xié)議的GET方式發(fā)來的遠(yuǎn)程控制指令后，調(diào)用CGI程序，在CGI程序中用open(“／dev／rcpo”，O_RDWR)語句打開設(shè)備文件，若成功，則將控制參數(shù)傳遞給ioctl函數(shù)的cmd．控制對應(yīng)的插座開關(guān)做相應(yīng)動作。

3 系統(tǒng)測試

文中在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺上實現(xiàn)，并制作了控制模塊硬件，對電源插座進(jìn)行了內(nèi)部連線改裝，使之遠(yuǎn)程可控。搭建測試環(huán)境，對一臺220 V供電工作的普通電扇進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如圖5所示。

用戶用瀏覽器軟件訪問本系統(tǒng)，經(jīng)登錄認(rèn)證后進(jìn)入控制頁面，如圖6所示。點擊“開啟”按鈕后，電扇轉(zhuǎn)動；點擊“關(guān)閉”按鈕后，電扇關(guān)閉。系統(tǒng)運行正常，響應(yīng)及時。測試表明，本文設(shè)計是可行的、有效的。

4 結(jié)論

文中設(shè)計了一種遠(yuǎn)程可控電源插座，在ARM嵌入式系統(tǒng)上構(gòu)建嵌入式Web服務(wù)器，用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問Web服務(wù)器，實現(xiàn)對電源插座的操作，進(jìn)而遠(yuǎn)程控制與其相連的電器。本文設(shè)計采用模塊化設(shè)計，功能實用，操作簡便，易于擴展，可廣泛應(yīng)用于家用或工業(yè)電器的遠(yuǎn)程控制。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)的結(jié)合日益緊密，具備網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用正在成為未來電器的發(fā)展趨勢。