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串口通信與網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用研究

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  摘要:該文通過可移動攝像頭控制系統(tǒng),探討了以Windows與Linux平臺為基礎(chǔ)的兩個操作系統(tǒng)之間的串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信,通過基于S3C2410的嵌入式串口通信的實現(xiàn)提出了具體可行的操作。該系統(tǒng)的硬件主體設(shè)計以三星S3C2410處理器為核心控制器件,實現(xiàn)在ARM平臺上的基本功能。
  關(guān)鍵詞:嵌入式;Socket;串口通信;網(wǎng)絡(luò)通信
  本文的背景是研究通過對攝像頭的遠(yuǎn)程控制從而對運動圖像加以采集和處理。該系統(tǒng)的音視頻編解碼部分,是基于Windows系統(tǒng)用VC進(jìn)行的開發(fā),實現(xiàn)對圖像視頻的編解碼處理,攝像頭的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要是通過Linux系統(tǒng)設(shè)計。統(tǒng)通過串口和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和控制。系統(tǒng)采用C/S模型,PC機(jī)作為client端,根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼后,發(fā)送出對攝像頭的控制命令,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸RM9平臺上,ARM平臺作為server端在接收到client端發(fā)送的命令后,通過串口發(fā)送命令來控制攝像頭。
  1 串口通信
  1.1 Linux下串口通信基本原理
  Linux系統(tǒng)將設(shè)備和文件的操作都作為對文件的處理,所以對設(shè)備的操作,內(nèi)核會返回一個文件描述符,需要將其作為參數(shù)傳給相對應(yīng)的函數(shù)。Linux中所有的設(shè)備文件都放在“/dev”目錄下,通過“ttyS+編號”命名相應(yīng)的串口資源,所以對應(yīng)路徑是“/devttyS*”。因而可以相對文件讀寫那樣訪問一個串口設(shè)備。
  1.2 Linux下的串口設(shè)置
  首先要對串口進(jìn)行設(shè)置,在termios.h完成對波特率等的設(shè)置。
  struct termios
  {tcflag t c iflag;
  tcflag t c oflag;
  tcflag t c cflag;
  tcflag t c lflag;
  cc t c cc [NCCS];
  };
  open()函數(shù):int fd = open ("/dev/ttyS *", O RDWR|O NOCTTY|O NDELA Y);
  然后調(diào)用read()和write()函數(shù)讀寫端口,返回實際讀寫的字節(jié)數(shù),如果有錯誤發(fā)生則返回-1。
  讀取串口結(jié)束后,首先恢復(fù)串口原始屬性,然后才可以關(guān)閉串口并退出程序。
  1.3 串口控制應(yīng)用程序
  下面給出本系統(tǒng)中一個通過串口控制攝像頭的函數(shù)的一部分結(jié)構(gòu):
  void sendMsg(int pan,int tilt)
  {struct timeval timeout;
  static char *driver = "/dev/ttyS1";
  timeout.tv_sec = 0;
  timeout.tv_usec = 0;
  formCmd(buf,pan,tilt);
  fd = uart_open(driver,B9600);
  write(fd,buf,16);
  close(fd);
  }
  2 網(wǎng)絡(luò)通信
  2.1 Socket基本原理介紹
  Socket是一種通信機(jī)制,客戶/服務(wù)器系統(tǒng)既可以在本地單機(jī)上運行,也可以在網(wǎng)絡(luò)中運行。
  首先需要了解socket中的一些重要函數(shù):
  1) 創(chuàng)建Socket:int socket( intdomain, inttype, intprotocol);
  2) 配置Socket:bind函數(shù)指定本地信息int bind( intsocket, const structsockaddr* address, size_taddress_len);
  3) 使用listen( )和accept( )函數(shù)獲取遠(yuǎn)端信息:
  Int listen(int socket, int backlog);
  Int accept(int socket, struct sockaddr* address, size_t* address_len);
  4) 通信處理:send( ),write( ),recv( ),read( )。
  5) 通信結(jié)束:使用closesocket( )。
  2.2 Windows和Linux下socket應(yīng)用程序
  客戶端程序:創(chuàng)建一個未命名的套接字,然后把它連接到服務(wù)器套接字server_socket上,向服務(wù)器寫一個字符,再讀回經(jīng)服務(wù)器處理后的一個字符。
  服務(wù)器端程序:首先創(chuàng)建一個服務(wù)器套接字,綁定到一個名字,然后創(chuàng)建一個監(jiān)聽隊列,接收來自客戶程序的連接。
  下面我們分別在Windows和Linux下進(jìn)行socket編程,實現(xiàn)二者之間的通信,具體函數(shù)實現(xiàn)的主要部分如下:
  Windows下作為client端:
  {
  SocketClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("192.168.1.10");
  while(1)
  send(SocketClient,sendBuffer,16,0);
  closesocket(SocketClient);
  WSACleanup();
  }
  Linux下作為server端:
 {
  server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  server_address.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.10");
  bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);
  listen(server_sockfd, 5);
  client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_address, &client_len);
  while(1)
  read(client_sockfd, str,16);
  close(client_sockfd);
  }
  3 結(jié)束語
  本文設(shè)計了基于嵌入式平臺上可移動攝像頭遠(yuǎn)程控制,對串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信的原理和機(jī)制加以闡述,對串口驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的編寫提出了具體的方法,并且在實際的操作應(yīng)用中給出了具體函數(shù)的編寫。本文所提供的處理方法已在實際的項目中的得到應(yīng)用,對于其他的通過串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信控制的設(shè)備,具有參考意義,今后我們還將展開進(jìn)一步的相關(guān)研究。
  參考文獻(xiàn):
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  [2] 常春國,史金飛,羅翔,張磊. Windows與Linux串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信的比較研究[J].中國制造業(yè)信息化,2006,(4):49-52.
  [3] 賴曉晨.嵌入式C/C++程序設(shè)計[J].北京:清華大學(xué)出版社,2008.
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