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摘 要 很多领域需要对温度进行监测.本文主要介绍基于以太网的温度监测系统的技术实现,着重对其中要用到的主要技术进行介绍.
关 键 词 DS18B20；以太网；温度采集
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0218-02
在生活和生产过程中有很多时候需要根据实时的温度值来做一些决策.比如：森林防火,实验室科学研究等,尤其在工业生产中,对温度数据的实时掌握更显得尤为重要.本系统设计主要以温度传感芯片（DS18B20）为核心, DS18B20芯片是一个单总线驱动模式,以时序电路的方式进行复位与读写寄存器.下面就系统设计涉及到的主要技术分为四部分进行分析.
1.DS18B20单总线通信协议
单总线协议是主机与采集芯片通信的唯一方法.它主要是靠时间片产生不同脉冲信号来相互传送数据.DS18B20可以单总线控制多个采集芯片工作,通过不同的64位ROM标识进行分别控制.
由图可以看出与DS18B20的通信经过一个单线接口,在单总线接口方式下,在ROM操作未建立之前不能使用寄存器操作和控制操作.主机首先要进行下面五种操作：1）Read ROM；2） Match ROM；3）Search ROM；4）Skip ROM；5）Alarm ROM这五种操作中的一种之后才能对其进行功能操作.
2.Linux操作系统驱动
Linux操作系统的最基本功能就是提供一种统一操作驱动硬件的方式,这种操作方式类似于为软件与硬件之间搭建一个接口,使得应用程序可以用很普通的方式去对硬件设备进行操作
Linux内核是一个整体是结构,因此向内核添加任何东西.或者删除某些功能 ,都十分困难.为了解决这个问题.引入了内核机制,从而可以动态的想内核中添加或者删除模块.模块不被编译在内核中,因而控制了内核的大小.然而模块一旦被编入内核,就和内核其他部分一样.这样一来就会增加一部分系统开销.同时,如果模块出现问题,也许会带来系统的崩溃.
3交叉开发环境
嵌入式开发有其局限性,因其硬件资源过于贫乏,不适合在现有的设备上建立一套适合开发的系统,所以更多的时候都是采用的开发模式是交叉开发（Cross Developping）来开发嵌入式系统.比较受大多数开发人员接受的方式是在PC机（或者工作站）上进行应用程序的开发工作,而在嵌入式设备上进行应用程序的终端运行.前者称为宿主机（Host）,后者则是目标机（Target）.通常,调试工作也是在宿主机和目标机之前交互进行.
我们通常用Host上的操作系统（如：Wdindows,Linux等）来对嵌入式应用进行支撑,因其有丰富的软件资源可以提供开发者进行更便利的开发. 而Target可用的软件资源较少,一般用来运行专用的嵌入式操作系统.
基于上述的在Host机与Target机之间进行嵌入式开发的模式我们称之为嵌入式交叉开发系统,主要工具包括以下两个：
1）交叉编译工具：指在Host机上,能够编写源程序并且编译成可以在Target机上运行的可执行程序的软件；
2）交叉调试工具：指在Host机上,能够对Target机上运行的程序进行源码或汇编级调试的软件.
GCC（GNU Compile Collection）是一个包含了预处理器、编译器、汇编器、连接器等组件的强大的工具集合.它在需要的时候调用其他的组件（预处理器、编译器、汇编器、连接器）.输入文件的类型和传递给GCC的参数决定了GCC调用具体的哪些组件.对于一般或初级的开发者,它可以提供简单的使用方式,即只给它提供C源码文件,它将完成预处理、编译、汇编、连接所有工作,最后生成一个可执行文件.而对应中高级开发者,它提供了足够多的参数,可以让开发者全面控制代码的生成,这对于嵌入式系统级软件开发相当重要.
基本上现在嵌入式系统都是在GNU工具链上来配置交叉工具,并且进行大部分的开发和调试工作.
4根文件系统
根文件系统一直是Linux系统的重要组成部分,主要用于数据文件及存取设备的控制,对文件和目录的分层组织以及数据缓冲等控制.
4.1根文件系统重要目录介绍：/lib目录和/etc目录
/lib目录：该目录包含两类在程序运行必须使用的库文件,即以*.so为后缀的库文件以及以*.so.version为后缀的主修版本链接文件.
/etc目录：该目录的主要组成部分是系统配置文件,主要有两类：
1）Linux引导时必需的
initab：init进程的配置文件,rc.sh,fstab需要mount的文件系统.
2）运行时需要的
Passwd、group：如果不使用多用户,可以不要.
Termcap：终端能力配置文件.
shadow、passwd：文件,可以不要.
id.conf：id：守护进程的配置文件.
nsswitch.conf：Glibc的nss配置文件.
4.2 Linux 嵌入式系统常用根文件系统类型：Ramdisk上的Ext2fs
Ext2fs是Linux的标准文件系统,是扩展文件系统（或Extfs）的发展版本.原Extfs所能支持的文件的最大长度为2GB,所能支持的最大文件名称为255个字符,不支持节点的索引,并且随着增加、修改文件内容等操作,指向文件的链表会变得混乱无序,给文件系统的稳定性带来很大影响.经过在Extfs的基础上的不断优化、修改和整合,发展成了比较稳定可靠的Ext2fs文件系统,它不仅与原有的UNIX的文件系统保持一致的风格,同时又有了一些新的先进的功能,是事实上的Linux文件系统的标准.
5结论
本文着重对基于局域网的温度监控主要技术的介绍,系统功能的实现主要是对室内温度进行一般性监控以便根据自身的需要进行温度调节或者其他.但局限性毕竟存在,如对温度数据需要高精度掌控的地方可以更换采集芯片,以满足对温度掌控的要求.