摘要：為了實現工廠、交通等遠程監(jiān)控管理，系統(tǒng)設計采用DM900芯片和CC24300為主實現通信，核心部分主要包括ARM中央控制平臺及嵌入式Linux操作系統(tǒng)移植，創(chuàng)新之處在于融入了物聯網技術并巧妙地移植移植U-Boot和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的編譯內核配置。按照系統(tǒng)的整個工作軟件流程圖進行了試驗和聯調，符合原設計目標，系統(tǒng)具有擴展性，通用性和能與其他監(jiān)控設備無縫連接等性能，以滿足不同工作環(huán)境的需要，可為其他基于物聯網的遠程監(jiān)控系統(tǒng)所借鑒和參考。
關鍵詞：ARM；物聯網；嵌入式Linux操作系統(tǒng)；遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控系統(tǒng)現已成為現代化生產、生活中不可缺少的重要組成部分。目前，監(jiān)控系列產品種類繁多，大部分廣泛應用于交通、醫(yī)院、銀行、家居、學校等安防領域。伴隨著對物聯網(Internet of Things)應用研究的不斷深入，使得遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應用領域更為廣泛。本
文創(chuàng)新點在于是基于物聯網、以ARM內核芯片的嵌入式系統(tǒng)為核心技術的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計，其中巧妙地移植移植U-Boot和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的編譯內核配置。雖然主要是關于某市幾個重要路口的交通遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心設計內容，但亦可為其他基于物聯網的遠程監(jiān)控系統(tǒng)所借鑒。

1 系統(tǒng)體系結構及功能
本設計系統(tǒng)主要由控制模塊、ARM中央控制平臺、ZigBee無線傳輸、以太網通信和多個擴展接口等部分組成，實際中可根據需求和使用環(huán)境靈活地選用適合的接口進行操作，其體系結構如圖1所示。

該系統(tǒng)主要是利用RS 232接口實現ARM嵌入式系統(tǒng)與Zigbee無線系統(tǒng)的連接進而實現網關設備的功能。通過ARM中央控制平臺和Zigbee芯片的RS 232線路驅動器／接收器MAX3221芯片來實現串行數據的通信。由于采用了常見的串口作為通信媒介，簡化了硬件設計。作為接收命令端的Zigbee芯片由于采用的是8051為內核的CPU，時刻處于等待命令狀態(tài)。ARM中央控制平臺植入了Linux操作系統(tǒng)，當運行了串口實現程序后，就可向Zigbee芯片發(fā)出采集信息的命令。因此系統(tǒng)主要的軟件實現就是Linux系統(tǒng)下的串口實現程序的設計。
其中檢測控制模塊可以是溫度控制模塊、壓力了控制模塊、流量控制模塊等等實際監(jiān)控需檢測的參量模塊。各檢測控制模塊通過ZigBee模塊與ARM中央控制平臺實現無線連接，組成了一個星型無線智能控制網絡。同時ARM中央控制平臺通過以太網實現與外部遠程連接。從而實現遠程監(jiān)控。
1．1 ARM中央控制平臺
在本設計中，ARM中央控制平臺是系統(tǒng)的核心，主要負責數據采集判斷處理。為了提高系統(tǒng)工作效率，設計中采用了ATMEL公司生產的ARM9芯片AT91RM9200。由于AT91RM9200處理器具有豐富的系統(tǒng)與應用外設及標準的接口，因此根據應用的需要很容易就可實現功能模塊的擴展。該芯片融合了ARM920T ARM Thumb處理器特性：工作于180 MHz時性能高達200 MIPS，存儲器管理單元，16 KB的數據緩存，16 KB的指令緩存，寫緩沖器，含有調試信道的內部仿真器，中等規(guī)模的嵌入式宏單元結構(僅針對256 BGA封裝)；低功耗：VDDCORE電流為30．4 mA，待機模式電流為3．1 mA；附加的嵌入式存儲器：SRAM為16 KB；ROM為128 KB；外部總線接口(EBI)：支持SDRAM，靜態(tài)存儲器，Burst FLASH，無縫連接的CompactFlash Smart Media及NAND FLASH；提高性能而使用的系統(tǒng)外設：2個有雙PLL的片上振蕩器，低速的時鐘操作模式與軟件功耗優(yōu)化能力，4個可編程的外部時鐘信號，調試單元、兩線UART并支持調試信道，有8個優(yōu)先級的高級中斷控制器，獨立的可屏蔽中斷源，偽中斷保護，7個外部中斷源及1個快速中斷源，有122個可編程I／O口線的4個32位PIO控制器，各線均有輸入變化中斷及開漏能，20通道的外設數據控制器(DMA)；10／100 Base-T型以太網卡接口：獨立的媒體接口(MII)或簡化的獨立媒體接口(RMII)，對于接收與發(fā)送有集成的28 B FIFO及專用的DMA通道；USB 2．0全速(12 Mb／s)主機雙端口：雙片上收發(fā)器(208引腳PQFP封裝中僅為一個)：集成的FIFO及專用的DMA通道；USB 2．0全速(12 Mb／s)器件端口：片上收發(fā)器，2 KB可配置的集成FIFO；多媒體卡接口(MCI)：自動協議控制及快速自動數據傳輸，與MMC及SD存儲器卡兼容，支持2個SD存儲器；主機／從機串行外設接口(SPI)：8～16位可編程數據長度，可連接4個外設；兩線接口(TWI)：主機模式支持，所有兩線Atmel EEPRoM支持；所有數字引腳的IEEE 1149．1JTAG邊界掃描。
正是由于AT91RM9200芯片具有以上特性，所以它完全滿足了本設計系統(tǒng)必須具備的3個條件：高速處理能力、高速數據通道、網絡接口。
1．2 ZigBee芯片
本設計中ZigBee芯片選用Chipcon公司的無線收發(fā)芯片CC2430。CC2430是一個真正片上系統(tǒng)芯片，內部集成一個高性能2．4 GHz直接序列擴頻(DSSS)射頻收發(fā)器核心和一個工業(yè)級加強型8051內核，無需再選另外的處理器，使設計簡化。
1．3 以太網控制器
本設計中以太網控制器采用是DAVICOM公司的DM9000，這是具有10／100 M自適應以太網芯片。其特點是：支持8位、16位、32位數據總線寬度；寄存器操作簡單有效，有成熟的Linux驅動程序支持；3．3 V接口電平；成本相當低廉；還可以使用MII接口和PHY芯片連接。DM9000還提供了介質無關的接口，以連接所有提供支持介質無關接口功能的家用電話線網絡設10 Mb／s下3類、4類、5類非屏蔽雙絞線和100Mb／s下5類非屏蔽雙絞線。這是完全符合IEEE 802．3u規(guī)格。它的自動協調功能將自動完成配置以最大限度地適合其線路帶寬，還支持IEEE 802.3x全雙工流量控制。