智能按摩椅通信模块软件设计

论文总字数：34368字

摘 要

近年来嵌入式技术迅速发展，在各个领域都得到了广泛应用。与此同时，通信技术突飞猛进，这使得许多应用都提出了对网络通信的支持。本设计研究的智能按摩椅，作为一种智能康复设备，也需要在进行电机控制的同时通过网络对外收发数据，实现对物联网技术的应用。

本设计采用三星公司4412处理器，该处理器可以方便地支持以Linux为内核的操作系统，并原生支持大量网络功能。完成了对Linux内核的裁剪，生成了根文件系统，开发了在系统上进行硬件操作、实现控制算法的应用软件代码。完成了定时器模块、进程间通信等Linux驱动功能的开发，实现了PWM波的输出控制。研究了与需求相关的网络通信理论，实现了模块的网络接入、文件共享与消息传递功能，将Boa网页服务器运行在开发平台中，完成了客户端与应用程序的交互。

最终搭建的调试平台，实现了应用程序对IO、串口、A/D等设备的操作，应用、驱动程序进程间的相互通信，能够通过网络收发数据，并能在网页界面上进行设备的PWM控制，使得能联网的其他设备可以直接使用该功能。

关键词：嵌入式Linux，康复设备，远程控制，物联网

Abstract

In recent years, embedded technology develops extremely fast, and is used in various area. At the same time, the development of telecom technology requires many application and terminals in daily life supports internet. The massage armchair this design bases on also requires communication like receiving and sending data by internet when controls motor, an application of IoT technology.

This design uses a hardware platform based on Samsung 4412 processor, which is very easy to running operating system with Linux kernel, and this OS supports internet at origin. The design clipped the Linux kernel, made the root file system and developed application software operas hardware devices or implements control algorithm. The design finished device driver used for timer and process communication and the output of PWM by driver and applications. This design studied internet protocols related to the platform while achieved the purpose of internet connection and file sharing. A Boa server is able to run on the platform and interacts with application software.

The final tested system has the ability to run applications controls I/O, UART and A/D, communicate within drivers and applications, send and receive date by internet and control PWM output by data received from a website, which allows any other terminal with internet connection direct controls this function.

KEY WORDS：Embedded Linux, Rehabilitation equipment, Remote control, IoT

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ

第一章 绪论……………………………………………………………………………………1

1.1 论文研究的背景与意义………………………………………………………………1

1.2 智能按摩椅项目背景…………………………………………………………………1

1.3 嵌入式系统简介………………………………………………………………………2

1.4 论文研究的主要内容…………………………………………………………………3

第二章 Linux操作系统开发平台搭建………………………………………………………5

2.1 三星4412微处理器与开发板硬件介绍……………………………………………5

2.2 Ubuntu操作系统操作和开发板系统的烧写………………………………………6

2.3 交叉编译环境的搭建………………………………………………………………9

2.4 Linux内核裁剪和编译……………………………………………………………10

2.5 Linux文件系统的编译和生成……………………………………………………11

2.6 本章小结……………………………………………………………………………12

第三章 系统应用程序设计……………………………………………………………………13

3.1 应用程序的文件操作………………………………………………………………13

3.2 Make文件的使用……………………………………………………………………16

3.3 PWM控制应用程序……………………………………………………………………16

3.4 本章小结……………………………………………………………………………18

第四章 系统驱动程序设计……………………………………………………………………19

4.1 驱动程序Makefile语法……………………………………………………………19

4.2 通用驱动程序设计…………………………………………………………………20

4.3 Linux驱动程序直接操作寄存器……………………………………………………21

4.4 进程通信的应用……………………………………………………………………23

4.5 通过Linux驱动与应用实现PWM控制……………………………………………25

4.6 本章小结……………………………………………………………………………26

第五章 网络通信功能设计…………………………………………………………………27

5.1 网络传输数据理论分析……………………………………………………………27

5.2 配置NFS文件系统…………………………………………………………………28

5.3 Socket套接字收发流程……………………………………………………………29

5.4 网页服务器设计……………………………………………………………………29

5.5 本章小结……………………………………………………………………………33

第六章 结论……………………………………………………………………………………34

参考文献（References）………………………………………………………………………35

附录……………………………………………………………………………………………37

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