嵌入式安防监控项目——exynos4412主框架搭建

目录

一、模块化编程思维

二、安防监控项目主框架搭建

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一、模块化编程思维

其实我们以前学习32使用keil的时候就是再用模块化的思维。每个硬件都单独有一个实现功能的C文件和声明函数，进行宏定义以及引用需要使用头文件的h文件。

比如简单的加减乘除取余操作我们把他们每个都封装一个文件

但是他们每个文件里功能很少所以可以共用一个h文件common 

二、安防监控项目主框架搭建

这是我们的整个架构的代码

 buzzer和led都是板子上的外设，

transfer：是进行数据转换的

sqlite就是数据库之前学过的

refresh是刷新，我们上传的数据需要刷新到网页上

client request是客户端请求，从上往下发来的命令都由我们主机上的服务器处理

sms就是GPRS线程的程序可以打电话和发短信

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/ipc.h>
#include "data_global.h"void release_pthread_resource(int signo);extern pthread_mutex_t mutex_client_request,mutex_refresh,mutex_sqlite,mutex_transfer,mutex_sms,mutex_buzzer,mutex_led;extern pthread_cond_t  cond_client_request,cond_refresh,cond_sqlite,cond_transfer,cond_transfer,cond_sms,cond_buzzer,cond_led;extern int msgid;
extern int shmid;
extern int semid;pthread_t  id_client_request,id_refresh,id_sqlite,id_transfer,id_sms,id_buzzer,id_led;		int main(int argc, const char *argv[])
{//pthread_mutex_init(&mutex_client_request,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_refresh,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_sqlite,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_transfer,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_sms,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_buzzer,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_led,NULL);signal (SIGINT, release_pthread_resource);pthread_cond_init(&cond_client_request,NULL);pthread_cond_init(&cond_refresh,NULL);pthread_cond_init(&cond_sqlite,NULL);pthread_cond_init(&cond_transfer,NULL);pthread_cond_init(&cond_sms,NULL);pthread_cond_init(&cond_buzzer,NULL);pthread_cond_init(&cond_led,NULL);pthread_create(&id_client_request,  NULL,pthread_client_request,NULL);   pthread_create(&id_refresh,		NULL,pthread_refresh,NULL);  			pthread_create(&id_sqlite,		NULL,pthread_sqlite,NULL);  			pthread_create(&id_transfer,	NULL,pthread_transfer,NULL); pthread_create(&id_sms,			NULL,pthread_sms,NULL);  	pthread_create(&id_buzzer,		NULL,pthread_buzzer,NULL);	 pthread_create(&id_led,			NULL,pthread_led,NULL);  	//pthread_join(id_client_request,NULL);   printf ("pthread1\n");pthread_join(id_refresh,NULL);          printf ("pthread2\n");pthread_join(id_sqlite,NULL);			printf ("pthread3\n");pthread_join(id_transfer,NULL);			printf ("pthread4\n");pthread_join(id_sms,NULL);				printf ("pthread5\n");pthread_join(id_buzzer,NULL);			printf ("pthread6\n");pthread_join(id_led,NULL);				printf ("pthread7\n");return 0;
}void release_pthread_resource(int signo)
{pthread_mutex_destroy (&mutex_client_request);   pthread_mutex_destroy (&mutex_refresh);   pthread_mutex_destroy (&mutex_sqlite);    pthread_mutex_destroy (&mutex_transfer);   pthread_mutex_destroy (&mutex_sms);   pthread_mutex_destroy (&mutex_buzzer);   pthread_mutex_destroy (&mutex_led);   pthread_cond_destroy (&cond_client_request);pthread_cond_destroy (&cond_refresh);pthread_cond_destroy (&cond_sqlite);pthread_cond_destroy (&cond_transfer);pthread_cond_destroy (&cond_sms);pthread_cond_destroy (&cond_buzzer);pthread_cond_destroy (&cond_led);pthread_detach(id_client_request);pthread_detach(id_refresh);pthread_detach(id_sqlite);pthread_detach(id_transfer);pthread_detach(id_sms);pthread_detach(id_buzzer);pthread_detach(id_led);printf("all pthread is detached\n");msgctl (msgid, IPC_RMID, NULL);shmctl (shmid, IPC_RMID, NULL);semctl (semid, 1, IPC_RMID, NULL);exit(0);
}

这是主函数，主函数其实就是一个进程，它创建了一堆线程来实现这些功能。

#include "data_global.h"//½ԊԚigBeeµŊ񻍲ɼ¯µÁ9ƽ̨µĴ«¸ц뽾void *pthread_transfer(void *arg)
{printf("pthread_analysis\n");}

 transfer里面就是打印了一句话具体的功能还都没有实现。

#include "data_global.h"//:A9LED模块线程.
void *pthread_led(void *arg)
{printf("pthread_led\n");
#if 05.	open(dev_led,  )6.	pthread_cond_wait (cond_led,  );7.	获取dev_led_mask（控制标志）8.	通过ioctl（）控制led
#endif 
}

 

#include "data_global.h"//:A9·儹Ƿ¿ٖǏ߳ʮ
void *pthread_buzzer(void *arg)
{printf("pthread_buzzer\n");#if 0	1.	open(dev_buzzer,  )2.	pthread_cond_wait (cond_buzzer,  );3.	»򈠤ev_buzzer_mask(¿ٖƱ떾)4.	ͨ¹򢳬£¨£©¿ٖŢuzzer
#endif 
}

#include "data_global.h"extern int msgid;
extern key_t key;extern pthread_mutex_t mutex_client_request,mutex_refresh,mutex_sqlite,mutex_transfer,mutex_analysis,mutex_sms,mutex_buzzer,mutex_led,mutex_camera;extern pthread_cond_t  cond_client_request,cond_refresh,cond_sqlite,cond_transfer,cond_analysis,cond_sms,cond_buzzer,cond_led,cond_camera;extern char recive_phone[12] ;
extern char center_phone[12] ;struct msg msgbuf;//:处理消息队列里请求的线程.
void *pthread_client_request(void *arg)
{if((key = ftok("/tmp",'g')) < 0){perror("ftok failed .\n");exit(-1);}msgid = msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);if(msgid == -1)	{if(errno == EEXIST){msgid = msgget(key,0777);}else{perror("fail to msgget");exit(1);}}printf("pthread_client_request\n");while(1){bzero(&msgbuf,sizeof(msgbuf));printf("wait form client request...\n");msgrcv (msgid, &msgbuf, sizeof (msgbuf) - sizeof (long), 1L, 0);printf ("Get %ldL msg\n", msgbuf.msgtype);printf ("text[0] = %#x\n", msgbuf.text[0]);switch(msgbuf.msgtype){case 1L:printf("hello led\n");break;case 2L:printf("hello beep\n");break;case 3L:printf("hello seg\n");break;case 4L:printf("hello fan\n");break;case 5L:printf("set env data\n");printf("temMAX: %d\n",*((int *)&msgbuf.text[1]));printf("temMIN: %d\n",*((int *)&msgbuf.text[5]));printf("humMAX: %d\n",*((int *)&msgbuf.text[9]));printf("humMAX: %d\n",*((int *)&msgbuf.text[13]));printf("illMAX: %d\n",*((int *)&msgbuf.text[17]));printf("illMAX: %d\n",*((int *)&msgbuf.text[21]));break;case 6L:case 7L:case 8L:case 9L:printf("ţ¿ʒԽ«֢ЩطΪ)չ4ѧϰ£¬¼ԓˮ\n");break;case 10L:{int i = 0 , j = 0 ;for(i = 0 ; i < 11; i++){recive_phone[i] = msgbuf.text[i]; 	}recive_phone[i] = '\0';printf("recive:%s\n",recive_phone);for(j = 0 ;msgbuf.text[i] != '\0' && j < 12; i++, j++){center_phone[j] =  msgbuf.text[i];}center_phone[j] = '\0';printf("center:%s\n",center_phone);#if 0pthread_mutex_lock (&mutex_slinklist);sqlite_InsertLinknode (ENV_UPDATE, all_info_RT, sto_no, 0);//0,0分别是仓库号和货物种类号pthread_mutex_unlock (&mutex_slinklist);pthread_cond_signal (&cond_sqlite);#endif }break;default:break;}}}#if 0long msgtype;//¾ࠌ嶄лϢ`элϢ`эµķׅ䣺1L: 		LED¿ٖ 2L:			·儹Ƿ¿ٖ 3L:			̄·LEDµDŽ£ŢµŊ4L:			·芈5L:			ςʪ¶ɗʨ׃6L-7L-8L-9L,ԃԚ¸󉋵ŀ©չ10L: 		3Gͨхģ¿笇PRS switch(msgbuf.msgtype){case 1L: ...  break;....default ....  break;}
#endif 

这些线程都还没有具体实现功能这就是一个框架

两种意识：1、分层意识2、数据流*****************************************************
分层分析： 
##################
web网页端显示部分： 环境信息 === 实时刷新环境数据摄像头采集图像  ===  采集监控信息硬件控制 === 下发要去控制的命令
A9数据处理部分创建进程、线程每条线程做自己的事情涉及到进程间通信数据处理===>分发（上行数据 or 下行数据）		
A9-ZigBee数据采集部分A9采集部分ZigBee采集部分(STM32平台（可以自己扩展）)
*****************************************************
数据流分析：
##################数据上传：数据下发：制定通信的协议（结构体）：数据要怎么上传，上传的目的是为了什么？数据要怎么下发，下发的目的又是为了什么？数据的上传： ====> 共享内存上传数据 ====> 显示并交给用户查看环境信息数据的下发用于控制硬件：====> 消息队列下发数据 ===> 控制硬件改变环境**************************************************************************分层分析： 
web网页端显示部分： 环境信息：  		adc电压数据mpu6050的六轴数据温度湿度摄像头采集图像：硬件控制：			风扇LED灯蜂鸣器GPRS ==== 发短信或打电话A9数据处理部分数据流向分析：1、ZigBee(采集终端)-->A9（处理平台）2、A9（处理平台）-->网页（显示平台）3、网页（显示平台）-->A9（处理平台）4、A9（处理平台）--->ZigBee(采集终端)A9-ZigBee采集部分外设驱动 --------在应用层去获取外设的状态或数据
A9--------- 蜂鸣器  ------------------蜂鸣器报警LED灯   ------------------卧室-厕所-楼道-公共照明 --------LED2-LED3-LED4-LED5按键    ------------------按键触发中断---控制卧室和厕所灯-----LED2-LED3 ADC      -----------------获取ADC的采样数据mpu6050 ------------------获取MPU6050的六轴数据zigbee------adc     ------主---协调器风扇    ------从---终端节点   下发命令控制风扇温湿度	------从---终端节点   上传温湿度数据(光敏)小结： 					 |	        |             |             ||	ZigBee  |   A9 		  |      web    ||	        |             |             ||   adc     |   蜂鸣器    |  环境信息：-----------------adc电压数据|   风扇    |   LED灯     |  摄像头采集:-----usb摄像头  mpu6050的六轴数据|   温湿度	|   按键      |  硬件控制：	|------风扇     温度| （光敏）	|   ADC       |   			|      LED灯    湿度mpu6050                        蜂鸣器四路led灯模拟数码管			   GPRS四路led灯模拟数码管	数据流分析：数据上传： ZigBee                 | 温湿度数据         |A9                     |ADC采集            |-----------上传这些数据加速计数据         |陀螺仪数据         |摄像头                 |视频流图像         |数据下发：                    ZigBee：                      |风扇                      |A9：                          |蜂鸣器                    |-----打开设备节点控制硬件LED灯                     |四路LED灯模拟的数码管     |GPRS：                        |3G通信模块                |#define		GPRS_DEV   		 "/dev/ttyUSB0"#define		ZIGBEE_DEV 		 "/dev/ttyUSB1"#define		BEEPER_DEV 		 "/dev/fsbeeper0"#define		LED_DEV    		 "/dev/fsled0"制定通信的结构体：数据的上传： 数据类型定义： 	typedef uint8_t  unsigned char;       =======参考：typedef uint16_t unsigned short;typedef uint32_t unsigned int;//考虑到内存对齐的问题struct makeru_zigbee_info{uint8_t head[3]; //标识位: 'm' 's' 'm'  makeru-security-monitor  uint8_t type;	 //数据类型  'z'---zigbee  'a'---a9------------->crc ...加密算法 <--------------float temperature; //温度float humidity;  //湿度float tempMIN;//温度下限float tempMAX;//温度上限 float humidityMIN;   //湿度下限float humidityMAX;   //湿度上限uint32_t reserved[2]; //保留扩展位，默认填充0//void *data;  内核预留的扩展接口  参考版};struct makeru_a9_info{uint8_t head[3]; //标识位: 'm' 's' 'm'  makeru-security-monitor  uint8_t type;	 //数据类型  'z'---zigbee  'a'---a9uint32_t adc；short gyrox;   //陀螺仪数据short gyroy;short gyroz;short  aacx;  //加速计数据short  aacy;short  aacz;uint32_t reserved[2]; //保留扩展位，默认填充0//void *data;  内核预留的扩展接口  参考版};struct makeru_env_data{struct makeru_a9_info       a9_info;    struct makeru_zigbee_info   zigbee_info;};//所有监控区域的信息结构体struct env_info_client_addr{struct makeru_env_data  monitor_no[MONITOR_NUM];	//数组  老家---新家};数据的下发：（采用消息队列的方式下发数据到下位机上） 数据的下发用于控制硬件： man msgsnd #include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);消息队列用于通信的结构体： 包括数据类型和数据将消息队列封装成函数，直接通过参数传递的方式来发送信息： int send_msg_queue(long type,unsigned char text){struct msg msgbuf;msgbuf.type = 1L;msgbuf.msgtype = type;   //具体的消息类型msgbuf.text[0] = text;   //控制命令字 if(msgsnd(msgid,&msgbuf,sizeof(msgbuf) - sizeof(long),0) == -1){perror("fail to msgsnd type2");exit(1);}return 0;}struct msgbuf {long mtype;       /* message type, must be > 0 */char mtext[1];    /* message data */};//消息队列结构体#define QUEUE_MSG_LEN 32                 struct msg{long type;   //从消息队列接收消息时用于判断的消息类型  ==== 暂时不用 1L===home1  2L===home2 ... long msgtype;//具体的消息类型 === 指代控制的设备，是什么类型的设备unsigned char text[QUEUE_MSG_LEN];//消息正文  ====> CMD 控制指定的设备};long msgtype;//具体的消息类型消息类型的分配：1L: 		LED控制2L:			蜂鸣器控制3L:			四路LED灯模拟的数码管4L:			风扇5L:			温湿度最值设置6L-7L-8L-9L,用于个人的扩展10L: 		3G通信模块-GPRS switch(msgbuf.msgtype){case 1L: ...  break;....default ....  break;}控制命令的制定：消息队列接收消息：msgrcv (msgid, &msgbuf, sizeof (msgbuf) - sizeof (long), 1L, 0);解析buf中的数据：printf ("Get %ldL msg\n", msgbuf.msgtype);printf ("text[0] = %#x\n", msgbuf.text[0]);A9-ZIGBEE通用指令命令格式：一个字节，unsigned char 对应消息队列中正文的类型： unsigned int 8位----------------------------------------7	6	|  5	4	|	3	2	1	0平台编号|  设备编号 |	操作设备----------------------------------------0   00   1 1   01   1平台编号	0x00		0号-ZigBee平台 0x40		1号-A9/A53平台0x80		2号-STM32平台（可以自己扩展）0xc0		3号-avr arduino....保留(如果平台继续增多的话可以采用2个字节或多个字节来对设备进行唯一的编号，比如A9类下的1号平台，2号平台，先分类，然后再具体标识设备)----------------------------------------		设备编号		操作掩码	0x00	LED		0x00	全部关闭0x01	全部打开0x02	打开LED20x03	打开LED30X04	打开LED40x05	打开LED50X10	打开流水灯----------------------------------------0x10	蜂鸣器	0x00	关闭0x01	打开0x02	自动报警关闭0x03	自动报警打开----------------------------------------0x20	风扇	0x00	关闭风扇0x01	打开风扇----------------------------------------			0x30	数码管	0x0~0xF	    显示0~F数字(四盏灯，对应0000-表示0,0001-表示1....1110-表示14)0x0f		关闭数码管				led2-3-4-5----------------------------------------控制命令：		平台编号 + 设备编号 + 操作掩码 = 命令 (命令的封装)例如：0x00 + 0x20 + 0x01 = 0x21   风扇打开0x40 + 0x10 + 0x01 = 0x51   蜂鸣器打开0x40 + 0x30 + 0x08 = 0x78   数码管显示80x40 + 0x30 + 0x0f = 0x7f   关闭数码管a 高位数据，b代表低位数据short  cunsigned char a ,b;c = a | b;c = a + b;上行：封装的结构体====共享内存和信号量 ===>交给CGI（C语言和HTML语言之间的转化接口）===>交给HTML下行：封装的命令字====消息队列 ====>msgbuf msgsnd===>控制命令字封装在msgsnd的msgbuf中 ===>A9端解析==>向下控制硬件

这是之前定义好的结构体，id和key值，一定要严格按照定好的来，不然就会造成无法通信的后果，再团队合作中有想法要在做前提，这样可以提前修改。

 

现在线程都启动成功了

 

CROSS_COMPILE=arm-linux-
CC=$(CROSS_COMPILE)gcc
CFLAGS= -c -g
#LDFLAGS= -lpthread -L ./lib -lsqlite3
LDFLAGS= -lpthread

OBJS=main.o data_global.o pthread_transfer.o \
     pthread_client_request.o pthread_buzzer.o pthread_led.o\
     pthread_sqlite.o \
     pthread_refresh.o pthread_sms.o

monitor_obj :$(OBJS)
    $(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS)
    mv *o ./obj
$(OBJS):%.o:%.c
    $(CC) $(CFLAGS) $< -o $@

install:
    sudo cp monitor_obj ~/nfs_rootfs/ 

.PHONY:clean
clean:
    rm *.o monitor_obj -rf 

上面是makefile的内容