本书主要基于龙芯芯片在嵌入式平台上的开发及应用,涉及嵌入Linux系统的开发和移植、无线传感网技术,以及远程服务器的网络通信技术,移动应用平台开发等多个方面全面的分析。
本书内容分为5个部分:第1部分是龙芯嵌入式系统开发的基础知识。介绍龙芯家族的嵌入式芯片发展状况,嵌入式开发的思想,以及主要针对龙芯1B、龙芯1C两款芯片介绍主要硬件特性和使用到的软件资源。第2部分是嵌入式开发环境及相关基础知识。介绍开发环境的搭建,从Ubuntu虚拟机的安装,到交叉工具链的安装和主要调试工具的安装与使用。再从Linux系统的角度,介绍怎么在龙芯平台上移植Bootloader、Linux内核、文件系统和应用程序、以及OpenWrt开源解决方案的使用。第3部分是基于龙芯1B开发板的嵌入式Linux编程开发。主要是应用编程和驱动开发。应用编程有Linux基础编程、基于QT的图形界面编程,以及在嵌入式平台上的Web编程。驱动开发介绍了字符设备驱动、块设备驱动和Linux设备驱动中的主要机制。再从ADC、外部按键和RTC几个具体的实例进行应用分析。第4部分是基于龙芯1B的项目实战。主要从智能农业大棚控制系统、智能家居和智慧教室三个项目中一一进行说明。第5部分是龙芯嵌入式开发的产品和应用。介绍了基于物联网无线通信协议CMAC的远距离无线模块和龙芯与CMAC的协议应用,以实现将嵌入式技术转换为实际应用。
龙芯嵌入式系统开发基础、嵌入式开发环境及相关基础知识、基于龙芯1B开发板的嵌入式Linux编程开发、基于龙芯1B的项目实战、以及基于龙芯嵌入式开发的产品和应用。本书适合具有一定嵌入Linux系统基础知识的开发人员,计算机及通信专业的在校学生,以及有过单片机和嵌入式硬件开发经验,想深入学习嵌入式软件开发的从业人员。对于涉及计算机网络,Linux操作系统方面的基础知识我们只稍作介绍,不会深入地分析。我们旨在通过这些知识进一步深入地学习龙芯平台上的嵌入式开发和应用实战。 [1]
《龙芯嵌入式系统开发及应用实战》的编写,即是龙渊团队应用龙芯等国产技术,在多年面向物联网具体行业应用求索中的研究成果、经验和失败教训的总结。本书适合具有一定嵌入Linux系统基础知识的开发人员、计算机及通信专业的在校学生、从事嵌入式微处理器及其SoC芯片应用的研发人员;对于政府机关负责制定CPU产业发展规划的工作人员,也具有较好的参考价值。
第1部分龙芯嵌入式系统开发基础(1)
1龙芯嵌入式系统综述(1)
1.1嵌入式系统概述(1)
1.2龙芯SOC芯片简介(1)
1.2.1认识“龙芯”家族(1)
1.2.2龙芯嵌入式芯片介绍(2)
1.3嵌入式开发思想(2)
1.4龙芯嵌入式技术特点及功能(3)
2龙芯嵌入式开发资源(4)
2.1.1龙芯1B/1C处理器(4)
2.1.2龙芯1B通用核心板(11)
2.1.3龙芯1B开发板(12)
2.2软件资源(13)
2.2.1Bootloader引导(PMON)(13)
2.2.2Linux内核(14)
2.2.3OpenWrt开源软件(14)
2.2.4Busybox/QT图形应用方案(14)
第2部分嵌入式开发环境及相关基础知识(15)
3在主机上搭建Linux开发环境(15)
3.1安装Ubuntu 10.04(15)
3.2建立交叉编译环境(21)
3.3常用调试工具安装与使用(21)
4基于龙芯1B的Linux系统移植(27)
4.1Bootloader移植(27)
4.2Linux内核移植(28)
4.3文件系统和应用程序移植(29)
4.4OpenWrt开源嵌入式Linux操作系统使用(32)
第3部分基于龙芯1B开发板的嵌入式Linux编程开发(33)
5应用编程实验(33)
5.1Linux基础实验(33)
5.1.1Shell编程(33)
5.1.2文件操作实验(36)
5.1.3多线程实验(40)
5.1.4多进程实验(42)
5.1.5进程间通信实验(44)
5.1.6网络编程实验(47)
5.2基于QT的图形界面编程(53)
5.2.1tslib移植(53)
5.2.2QT源码编译(54)
5.3Nginx+php的Web服务器搭建(54)
5.3.1相关库编译(54)
5.3.2Nginx移植(56)
5.3.3php移植(59)
5.3.4spawnfcgi移植(60)
6驱动开发(61)
6.1Linux设备驱动基础(61)
6.1.1字符设备驱动(61)
6.1.2块设备驱动(64)
6.1.3Linux设备驱动机制(70)
6.2基于龙芯1B开发板的驱动编程实例(90)
6.2.1ADC驱动程序(90)
6.2.2外部按键驱动(93)
6.2.3RTC驱动程序(97)
第4部分基于龙芯1B的项目实战(105)
7智能农业大棚控制系统(105)
8智能家居应用(126)
8.1智能家居系统概述(126)
8.2智能家居应用协议定义(128)
8.3智慧家居应用开发(133)
8.4智慧家居产品使用(142)
8.4.1龙渊多功能网关安装(142)
8.4.2人体传感器安装(144)
8.4.3门磁传感器安装(146)
8.4.4一位开关安装(146)
8.4.5PM2.5检测器安装(147)
8.4.6调色灯安装(147)
8.4.7报警器安装(148)
8.4.8红外转发器安装(149)
8.4.9关于智慧家居各个终端设备复位操作(149)
8.4.10龙渊智慧家居APP使用(149)
9智慧教室(154)
9.1智慧实验室中控机(154)
9.2教务考勤管理系统(155)
9.3智能教学系统(155)
9.4设备管理系统(156)
9.5灯光控制系统(156)
9.6空调控制系统(157)
9.7窗帘控制系统(157)
9.8智能安防系统(158)
9.9门禁系统(158)
9.10管理软件(159)
第5部分基于龙芯嵌入式开发的产品和应用(161)
10自主物联网通信与组网协议CMAC 及超远距离无线模块(161)
10.1技术简介(163)
10.1.1技术先进性(165)
10.1.2硬件设计解决方案(165)
10.1.3软件开发解决方案(166)
10.2研究内容(166)
10.3关键技术(166)
10.4主要技术指标(167)
10.5创新内容(168)
10.6技术原理(169)
10.7技术路线(170)
10.8技术实现依据(172)
10.9已实现的指标(174)
10.10与同类产品对比(174)
11龙芯和自主协议的物联网通用传感器节点(176)
11.1技术简介(177)
11.1.1技术创新点(177)
11.1.2技术可行性与成熟度(178)
11.2研究内容(180)
11.3关键技术(185)
11.4性能指标(186)
11.5创新内容(187)
11.6技术原理(188)
11.7技术路线(188)
11.8技术实现依据(189)
11.9已实现的指标(190)
11.10与同类产品的对比(191)
12龙芯物联网网关、远距离无线基站(192)
12.1技术简介(193)
12.1.1关键技术(193)
12.1.2技术创新点(193)
12.1.3技术可行性与成熟度(194)
12.2研究内容及关键技术(194)
12.3主要技术与性能指标(197)
12.4创新内容(198)
12.5技术原理(199)
12.6技术路线(200)
12.7技术实现依据(202)
12.8已实现的指标(203)
12.9与同类产品比较(203)
13基于龙芯和自主协议的智能农业(205)
13.1技术简介(209)
13.1.1创新点(209)
13.1.2技术可行性与成熟度(210)
13.2研究内容(210)
13.3主要技术与性能指标(213)
13.4创新内容(215)
13.5技术原理(216)
13.6技术路线(218)
13.7技术实现依据(223)
13.8已实现的指标(224)
13.9与同类产品的对比(225)
14基于龙芯的工信部NITE指定教研实训系统(226)
14.1技术简介(227)
14.1.1硬件配置(227)
14.1.2核心技术创新点(227)
14.1.3技术可行性与成熟度(228)
14.2研究内容与关键技术(228)
14.3主要技术与性能指标(237)
14.4创新内容(239)
14.5技术原理(241)
14.6技术路线(242)
14.7技术实现依据(244)
14.8已实现的指标(245)
14.9与同类产品的对比(245)
15基于龙芯和自主协议的低价实用型智能家居(247)
15.1技术简介(249)
15.2研究内容(251)
15.3关键技术与创新点(251)
15.4主要技术与性能指标(252)
15.5技术原理(253)
15.6技术线路(254)
15.7技术实现依据(257)
15.8已实现的指标(258)
15.9与同类产品的对比(259)
16面向家庭、社区等领域的老幼慢病远程健康监护系统(260)
16.1技术简介(261)
16.1.1创新点(262)
16.1.1技术可行性和成熟度(262)
16.2研究内容(263)
16.3关键技术(264)
16.4主要技术与性能指标(264)
16.5创新内容(265)
16.6技术路线(267)
16.7技术实现依据(272)
16.8已实现的指标(273)
16.9与同类产品的对比(273)
17基于国产软硬件技术的智能制造车间管理系统(274)
17.1技术简介(275)
17.1.1核心技术创新点(275)
17.1.2技术可行性和成熟度(276)
17.2研究内容(277)
17.3关键技术(278)
17.4主要技术与性能指标(278)
17.5创新内容(279)
17.6技术原理(280)
17.7技术路线(281)
17.8技术实现依据(283)
17.9已攻克的关键技术(284)
17.10与同类产品的比较(286)
18基于智能视觉传感网的大数据分析及应用平台(287)
18.1技术简介(288)
18.1.1核心技术创新点(289)
18.1.2技术可行性和成熟度(289)
18.2研究内容及关键技术(290)
18.3主要技术与性能指标(291)
18.4创新内容(292)
18.5技术原理(293)
18.6技术线路(294)
18.7技术实现依据(300)
18.8已实现的指标(302)
18.9与同类产品对比(303)
参考文献(305)