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1、湘湘 南南 学学 院院大学生研究性学习和创新性实验计划项目申 报 表系 部 名 称 物理与电子信息工程系 项 目 名 称 基于 ARM 智能停车场管理系统的设计 项 目 负 责 人 曾 飞 联 系 电 话 18973543740 电 子 邮 件 导 师 姓 名 王焕友 王龙 _ 导 师 职 称 副教授 讲师 填 写 日 期 2011-4-20 湘南学院教务处制2项目名称 基于 ARM 智能停车场管理系统的设计项目主持 人曾飞学号200814060108性 别男电话1897354374 0专业名称应用物理年级08 级班级1 班学生 姓名性别系(部)名称专业年 级联系电话合作者 签名肖伟男物电系
2、电子信息 科学与技术081517354090 2唐群男物电系应用物理081340741653 8 肖云 路男物电系电子信息 科学与技术081509618169 8 王永 智男物电系电子信息 科学与技术091557575578 2袁兵男物电系电子信息 科学与技术091521175896 5项 目 组 其 他 成 员姓名王焕友性别男民族汉出生年月1966.10职称副教授专业材料物理与化学研究方向半导体 发光二极管 手机号 码1397574274 0E- 指导老师签名姓名王龙性别男民族汉出生年月1976.9职称讲师专业电子与通信工程研究方向电子系统与 专用集成电 路手机号 码1552626338 7
3、E- mailWang00dz126.c om指导老师签名指 导 教 师 情 况3一、前期工作基础一、前期工作基础4本项目于 2010 年 4 月起动，经过项目组成员一年的前期研究，取得了如下进展 和成果： 1、开发环境在 ARM 板上搭建成功。绝大多数的 PC 系统软件开发多是 native 方式进行的，即本机开发，调试，本机运行的方式。但这种方式不适合于嵌入式系统的软件开发，因为对于嵌入系统的软件的开发而言，没有足够的资源在本机(即 arm 板上的系统)运行开发工具和调试工具。通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉编译调试的方式。交叉编译调试环境的建立在 PC 机上。开发环境的搭建包括：交
4、叉编译器的安装 ，nfs 服务器的配置。 图中网线用于 NFS 服务的网络连接，串口线用于显示编译和运行的调试信息2、Sqlite 数据库成功移植SQLite 是一个开源的嵌入式关系数据库，它在 2000 年由 D. Richard Hipp 发布，它的减少应用程序管理数据的开销，SQLite 可移植性好，很容易使用，很小，高效而且可靠。SQLite 嵌入到使用它的应用程序中，它们共用相同的进程空间，而不是单独的一个进程。从外部看，它并不像一个 RDBMS，但在进程内部，它却是完整的，自包含的数据库引擎。由于 SQLite 具有这些优势，很适合嵌入式系统。a.配置 Makefile：./con
5、figure -host=arm-linux -prefix=你要安装的路径 -disable-tcl -disable- -disable-readline TLIBS =“-ldl -lpthread”b.编译安装Make make install5利用 MiniGUI 制作了可视化数据库编辑器如下图：将 SQLite 的库和头文件拷贝到编译器的环境变量目录中，便可以编译含 SQLite API 的程序了。3. 利用 qt 编程增加了 linux 版本的 DNW 下载工具功能在 arm 开发中烧写程序到 Flash 的一般做法是用 windowns xp 系统的 dnw.exe程序，然而做
6、 linux 系统的开发转而又跑到windown xp 系统下去下载一个程序，确实是一件很费力的事，势必降低开发效率。Xdnw 就是一个运行在 linux 环境下用于烧写 flash 的小软件。Xdnw 是由 arm 社区发布的，由我们修复了其中的一个重要错误(不能重复烧写 flash)。6用 xdnw 烧写程序到 flash 4. Tslib 的成功移植，并嵌入到系统中作为可移动终端，触摸屏是最好的与移动终端交互的方式，而在采用触摸屏的移动终端中，触摸屏性能的调试是个重要问题之一，因为电磁噪声的缘故，触摸屏容易存在点击不准确、有抖动等问题。 Tslib 是一个开源的程序，能够为触摸屏驱动获得
7、的采样提供诸如滤波、去抖、校准等功能，因此 tslib 移植到 arm 系统上是一个重点。下面图示了移植 tslib 的步骤：Tslib 的编译过程以下是运行触摸屏校验程序:5.成功制作了系统人机交互界面一个好的平台需要有可交互的界面，Qt 和 minigui 是开发 arm 系统界面的比较流行的开发环境。用他们的好处是：1.两者都是开源软件，用于做开发不需要大量的技术支持（因为只要有问题，可以查找源代码2.两者都是免费的。3. 在网络上可以找到大量的资源7它们的区别在于，Qt 是用 c+语言开发面向对象编程，对于图形界面开发更方便；minigui 是用 c 语言开发，对于 arm 系统而言更
8、能节省 cpu 资源。以下是我们用 Qt 做的几个小应用界面：文本编辑器 一个小桌面管理系统 文件浏览器 数表处理软件6. 改进了 MiniGUI 的输入法窗口，增加了虚拟键盘功能嵌入式设备的键盘简单化导致输入带来了不方便而 MiniGUI 并没有自身的携带虚拟键盘使得 MiniGUI 程序带来了接口不友善的弱势，为此我们特意研究了MiniGUI1.3.3 版本的输入法窗口，并特意定制了含虚拟键盘的输入法窗口大大提高了人机接口的方便性，如下图：87.成功移植 linux 2.6.38 内核到 arm 开发板linux 内核一直在改进中，他揉和了最新的技术，凝聚了全球自由软件者的心血，为人们提供
9、了一个良好稳定，技术跟进，透明的安全系统，为此要使用最新的技术，和系统的稳定性，内核移植是不可缺少的步骤：由于自由软件社区的支持大部分平台都可以容易的移植下来，但是由于内存及外围设备的不同，一些细节还是需要自己修改。a.建立自己的目标平台;b.设定自己的机器码;c.修改时钟频率；d.建立 Nand 分区表信息（static struct mtd_partition XXX_default_nand_part）e.移植 yaffs 文件系统，或者直接使用内核默认支持的 jaffs 文件系统，前者更适合性能差的 flash 嵌入式设备中。f.移植或添加与自己目标平台相关的驱动但修改却出现了问题：
10、1.由于 2.6.38 放弃了旧的信号量定义方法，所以在移植一些驱动的时候会有错误：旧的方式：DECLARE_MUTEX(name)；/定义 name 信号量，并且赋初值为 1.新的方式：DEFINE_SEMAPHORE(name)；2.由于 2.6.38 中#define EV_VERSION 0x010001相对与旧的#define EV_VERSION 0x010000的改变导致了利用 TSLib 的触摸屏无法使用，解决办法：将上面版本号改为旧的就可以了。9c.bootlaoder 无法传递参数给内核：解决办法：将 linux2.6.38arch/arm/kernel/setup.c 文
11、件中的 void _init setup_arch(char *cmdline_p)函数里#if defined(CONFIG_DEPRECATED_PARAM_STRUCT)和#endif 注释掉。8前期小作品展示1ARM 与 MSP430 通过 nRF905 无线通信2. 制作了互联网饮水机利用了 MiniGUI 和网络编程以及驱动编程实现了邮件远距离控制家里的饮水机，并且及时将信息反馈给发送者。如下图：1011二、项目立论依据1、项目研究的目的和意义随着经济的发展，人们的生活水平也越来越高，汽车正逐渐走进寻常百姓家。交通工具方便了人们的生活，但车辆的日益增加，在某种程度上也给生活带来了诸
12、多的不便，造成了一些负面的社会影响，如汽车尾气对环境的污染、车辆的存放安全、停车困难等。尤其像繁华地带的商业购物区、大型医院、商务办公写字楼等场所。停车场面积大，车位多，但往往在停车场存在种种不理想的现状：找车位难、费时费力，停车场内空气污浊，出来时找不到自己的车等。造成这种现状的原因一是车辆的增多，再就是停车场管理系统不完善。近几年，我国停车场自动管理技术已逐渐走向成熟，停车场管理系统向大型化、复杂化和高科技化方向发展，并作为楼宇自控系统的一个子系统实现与计算机网络相联，使管理人员在远距离就能方便地实现智能化监控与管理，从而在很大程度上减轻了停车问题带来的压力。停车场管理的好与坏，不仅会影响
13、到企业或公司的形象，长远来讲也会影响到企业、公司的社会效益与经济效益。因此，对于大型停车场而言，打造智能管理系统就显得尤为重要。由大量集成了处理器、存储器和无线通信能力的传感器节点组成的具有动态拓扑结构的自组织网络称为无线传感器网络。无线传感器网络可以实现长距离无线通信和短距离无线通信模式的无缝连接，实现停车场信息的远程自动采集，将被测对象的各种参量通过各种传感元件做适当转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到控制器进行数据处理或存储。无线传感器网络由于其自身组网方便、适应性强、成本低等特点，可以广泛应用在停车场信息采集、停车场设备的智能化控制等各个生产环节，对今后智能停车
14、场的发展将起到重要的支撑作用，具有重要的社会和经济意义。所以设计一种基于 ARM 智能停车场管理系统，能有效的防止盗车，提高服务质量；提高工作效率，减少人工工作量，降低人工成本；智能停车场管理系统采用图形人机界面操作方式，具有操作简单、使用方便、功能先进等优点，车场使用者可以在最短的时间进入或离开停车场，以提高车库管理质量，取得高的经济效益和良好的社会效益。本系统分为信息采集，信息传输，数据库的构建和数据信息的处理四大部分。系统构成图如下图所示。其主控系统为嵌入式系统，采用 ARM9 S3C2440 处理器与Linux 操作系统，具有通信网络、通用外设接口，能对其中设备进行控制管理。内部网络采
15、用短距离、低功率无线通信技术，结合传感器对停车场信息进行采集和传输。在此基础上开发出嵌入式数据库，存储采集信息，使用数据库管理软件对数据库进行管理。12具体实现功能：(1）停车场信息的采集：从分散各地的停车场管理系统实时地采集停车场基本信息和车位资源现状数据并进行转换处理。(2）停车场信息传输：从各停车场采集来的信息合理地向各地各种类型的电子屏、Internet 或其他终端用户发布出去，引导司机在最近的可用停车场泊车。(3）停车场管理控制：负责对采集的信息、系统网络反馈信息进行比较分析，并对系统出现的问题提出合理地解决方案。 (4） 数据库设计：统一保存子系统的数据，实现上位机处理逻辑和收发存储逻辑。132国内外研究现状停车问题是一种社会环境问题，是城市发展过程中客观出现的社会现象。我国智能停车场的应用与研究正处于起步阶段，智能停车场行业在我国还是新兴行业，建设的数量远远不足，规模也不大，大型的主要靠进口，小型的应用还不广泛，综合国内外市场的需求，可以断定拥有高技术含量、高附加值、采用无线传感技术的智能停车场具有广阔的市场前景。停车场不仅仅停放小型汽车，随着
