自学嵌入式的流程是什么?

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嵌入式Linux学习路线图

我是1999年上的大学，物理专业。在大一时，我们班里普遍弥漫着对未来的不安，不知道学习了物理后出去能做什么。你当下的经历、当下的学习，在未来的一天肯定会影响到你。毕业后我们也各自找到了自己的职业：出国深造转行做金融、留校任教做科研、设计芯片、写程序、创办公司等等，这一切都离不开在校时学到的基础技能（数学、IT、电子电路）、受过煅炼的自学能力。

所以，各位正在迷茫的在校生，各位正在尝试转行的程序员，未来一定有你的位置，是好是坏取决于你当下的努力与积累。

我不能预言几年后什么行业会热门，也不能保证你照着本文学习可以发财。我只是一个有十几年经验的程序员，给对编程有兴趣的你，提供一些建议。

1程序员的三大方向

程序员的方向，一般可以分为3类：专业领域、业务领域、 *** 作系统领域。你了解它们后，按兴趣选择吧。

对于专业领域，我提供不了建议。

业务，也就是应用程序，它跟 *** 作系统并不是截然分开的：

①开发实体产品时，应用程序写得好的人，有时候需要 *** 作系统的知识，比如调度优先级的设置、知道某些函数可能会令进程休眠。

②写应用程序的人进阶为系统工程师时，他需要从上到下都了解，这时候就需要有 *** 作系统领域的知识了，否则，你怎么设计整个系统的方案呢？

③做应用程序的人，需要了解行业的需求，理解业务的逻辑。所以，当领导的人，多是做应用的。一旦钻入了某个行业，很难换行业。

④而 *** 作系统领域，做好了这是通杀各行业：他只负责底层系统，在上面开发什么业务跟他没关系。这行很多是技术宅，行业专家。

⑤ *** 作系统和业务之间并没有一个界线。有 *** 作系统经验，再去做应用，你会对系统知根知底，碰到问题时都有解决思路。有了业务经验，你再了解一下 *** 作系统，很快就可以组成一个团队自立门户，至少做个CTO没问题。

11 专业领域

它又可以分为下面2类。

111 学术研究

比如语音、图像处理、人工智能，这类工作需要你有比较强的理论知识，我倾向于认为这类人是“科学家”，他们钻研多年，很多时候是在做学术研究。

在嵌入式领域，需要把他们的成果用某种算法表达出来，针对某种芯片进行优化，这部分工作也许有专人来做。

112 工程实现

也有这样一类人，他们懂得这些专业领域的概念，但是没有深入钻研。可以使用各类开源资料实现某个目标，做出产品。比如图像处理，他懂得用opencv里几百个复杂函数来实现头像识别。有时候还可以根据具体芯片来优化这些函数。

“专业领域”不是我的菜，如果你要做这一块，我想最好的入门方法是在学校学习研究生、博士课程。

12 业务领域

换句话说，就是应用程序，这又可以分为下面2类。

121 界面显示

做产品当然需要好的界面，但是，不是说它不重要，是没什么发展后劲。

现在的热门词是Android APP和IOS APP开发。你不要被Android、IOS两个词骗了，它们跟以前的VC、VB是同一路货色，只是、仅仅是一套GUI控件的实现。

希望没有冒犯到你，我有理由。

一个程序需要有GUI界面，但是程序的内在逻辑才是核心。Android、IOS的开发工具给我们简化了GUI的开发，并提供了这些控件的交互机制，封装并提供了一些服务(比如网络传输)。但是程序内部的业务逻辑、对视频图像声音的处理等等，这才是核心。另外别忘了服务器那边的后台程序：怎样更安全地保存数据、保护客户的隐私，怎样处理成千上万上百万的并发访问，等等，这也是核心。

但是，从Android、IOS APP入门入行，这很快！如果你是大四，急于找到一份工作，那么花上1、2个月去学习Android或IOS，应该容易找到工作，毕竟APP的需求永远是最大的，现在这两门技术还算热门。在2011、2012年左右，Android程序员的起薪挺高，然后开始下滑。Android APP的入门基本只要1个月，所以懂的人也越来越多。2013、2014年，IOS开发的工资明显比Android高了，于是各类IOS培训也火曝起来。中华大地向来不缺速成人才，估计再过一阵子IOS工程师也是白菜价了。

会Android、IOS只是基本要求，不信去51job搜搜Android或IOS，职位要求里肯定其他要求。

122 业务逻辑

举个简单例子，做一个打卡软件，你需要考虑这些东西：

①正常流程是上班下班时都要打卡

②有人忘记了怎么办？作为异常记录在案，推送给管理员

③请假时怎么处理？

④加班怎么处理？

对于更复杂的例子，视频会议系统里，各个模块怎么对接，各类协议怎么兼容，你不深入这个行业，你根本搞不清楚。

应用开发的职位永远是最多的，入门门槛也低。基本上只要你会C语言，面试时表现比较得体，一般公司都会给你机会。因为：

①你进公司后，还需要重新培训你：熟悉它们的业务逻辑。

②你要做的，基本也就是一个个模块，框架都有人给你定好了，你去填代码就可以了。

说点让你高兴的事：软件公司里，做领导的基本都是写应用程序的（当然还有做市场的）。写应用程序的人，对外可以研究市场接待客户，对内可以管理程序员完成开发，不让他做领导让谁做？

如果你的志向是写应用程序，那么我建议你先练好基本功：数据结构、算法是必备，然后凭兴趣选择数据库、网络编程等等进行深入钻研。

最后，选择你看好的、感兴趣的行业深耕个10年吧。做应用开发的人选择了某个行业，后面是很难换行业的，选行很重要！

13 *** 作系统领域

UCOS太简单，VxWorks太贵太专业，Windows不玩嵌入式了，IOS不开源，所以对于 *** 作系统领域我们也只能玩Linux了。

在嵌入式领域Linux一家独大！

Android呢？Android跟QT一样，都是一套GUI系统。只是Google的实力太强了，现在Android无处不在，所以很多时候Linux+Android成了标配。注意，在这里我们关心的是Android的整个系统、里面的机制，而不是学习几个API然后开发界面程序。 *** 作系统领域所包含的内容，简单地说，就是制作出一台装好系统的专用“电脑”，可以分为：

①为产品规划硬件：

按需求、性能、成本选择主芯片，搭配周边外设，交由硬件开发人员设计。

②给单板制作、安装 *** 作系统、编写驱动

③定制维护、升级等系统方案

④还可能要配置、安装Android等GUI系统：

⑤为应用开发人员配置开发环境

⑥从系统角度解决疑难问题

这个领域，通常被称为“底层系统”或是“驱动开发”。

先解决2个常见误区：

①这份工作是写驱动程序吗？

看看上面罗列的6点，应该说，它包含驱动开发，但远远不只有驱动开发。

②我们还需要写驱动吗？不是有原厂吗？或者只需要改改就可以？

经常有人说，芯片原厂都做好驱动了，拿过来改改就可以了。如果，你的硬件跟原厂的公板完全一样，原厂源码毫无BUG，不想优化性能、削减成本，不想做一些有特色的产品，那这话是正确的。

但是在这个不创新就是找死的年代，可能吗？！原因有二：

①即使只是修改代码，能修改的前提是能理解；能理解的最好煅炼方法是从零写出若干驱动程序。

②很多时候，需要你深度定制系统。

以前做联发科手机只需要改改界面就可以出货了，现在山寨厂一批批倒下。大家都使用原厂的方案而不加修改时，最后只能拼成本。

举个例子，深圳有2家做交通摄像头、监控摄像头的厂家，他们曾经找我做过4个项目：

①改进厂家给的SD卡驱动性能，使用DMA。

②换了Flash型号后，系统经常出问题，需要修改驱动BUG。

③触摸屏点击不准，找原因，后来发现是旁路电容导致的。

④裁减成本，把4片DDR换为2片DDR，需要改bootloader对DDR的初始化。

这些项目都很急，搞不定就无法出货，这时候找原厂？除非你是中兴华为等大客户，否则谁理你？

我在中兴公司上班时，写驱动的时间其实是很少的，大部分时间是调试：系统调优，上帮APP工程师、下帮硬件工程师查找问题。我们从厂家、网上得到的源码，很多都是标准的，当然可以直接用。但是在你的产品上也许优化一下更好。比如我们可以把摄像头驱动和DMA驱动揉合起来，让摄像头的数据直接通过DMA发到DSP去。我们可以在软件和硬件之间起桥梁作用，对于实体产品，有可能是软件出问题也可能是硬件出问题，一般是底层系统工程师比较容易找出问题。

当硬件、软件应用出现问题，他们解决不了时，从底层软件角度给他们出主意，给他们提供工具。再比如方案选择：芯片性能能否达标、可用的BSP是否完善等等，这只能由负责整个方案的人来考虑，他必须懂底层。

在 *** 作系统领域，对知识的要求很多：

①懂硬件知识才能看懂电路图

②英文好会看芯片手册

③有编写、移植驱动程序的能力

④对 *** 作系统本身有一定的理解，才能解决各类疑难问题

⑤理解Android内部机制

⑥懂汇编、C语言、C++、JAVA

它绝对是一个大坑，没有兴趣、没有毅力的人慎选。

①这行的入门，绝对需要半年以上，即使全天学习也要半年。

②它的职位，绝对比APP的职位少

③并且你没有1、2年经验，招你到公司后一开始你做的还是APP。

优点就是：

①学好后，行业通杀，想换行就换行；想自己做产品就自己做产品。

②相比做应用程序的人，不会被经常变动的需求搞得天天加班。

③门槛高，当然薪水相对就高。

*** 作系统领域，我认为适合于这些人：

①硬件工程师想转软件工程师，从底层软件入门会比较好

②单片机工程师，想升级一下。会Linux底层的人肯定会单片机，会单片机的人不一定会Linux。

③时间充足的学生：如果你正读大二大三，那么花上半年学习嵌入式Linux底层多有益处。

④想掌握整个系统的人，比如你正在公司里写APP，但是想升为系统工程师，那么底层不得不学。

⑤想自己创业做实体产品的工程师，你有钱的话什么技术都不用学，但是如果没钱又想做产品，那么Linux底层不得不学。

⑥做Linux APP的人，没错，他们也要学习。

这部分人不需要深入，了解个大概就可以：bootloader是用来启动内核，Linux的文件系统(第1个程序是什么、做什么、各目录干嘛用)、APP跟驱动程序的调用关系、工具链，有这些概念就可以了

本文中，就把 *** 作系统默认为Linux，讲讲怎么学习嵌入式Linux+Android系统。

14 嵌入式Linux+Android系统包含哪些内容

嵌入式Linux系统包含哪些东西？不要急，举一个例子你就知道了。

①电脑一开机，那些界面是谁显示的？

是BIOS，它做什么？一些自检，然后从硬盘上读入windows，并启动它。

类似的，这个BIOS对应于嵌入式Linux里的bootloader。这个bootloader要去Flash上读入Linux内核，并启动它。

②启动windows的目的是什么？

当然运行应用程序以便上网、聊天什么的了。

这些上网程序、聊天程序在哪？

在C盘、D盘上。

所以，windows要先识别出C盘、D盘。在Linux下我们称之为根文件系统。

③windows能识别出C盘、D盘，那么肯定有读写硬盘的能力。

这个能力我们称之为驱动程序。当然不仅仅是 *** 作硬盘，还有网卡、USB等等其他硬件。嵌入式Linux能从Flash上读出并执行应用程序，肯定也得有Flash的驱动程序啊，当然也不仅仅是Flash。

简单地说，嵌入式LINUX系统里含有bootloader、内核、驱动程序、根文件系统、应用程序这5大块。而应用程序，我们又可以分为：C/C++、Android。

所以，嵌入式Linux+Android系统包含以下6部分内容：

①bootloader

②Linux内核

③驱动程序

④使用C/C++编写的应用程序

⑤Android系统本身

⑥Android应用程序

Android跟Linux的联系实在太大了，它的应用是如此广泛，学习了Linux之后没有理由停下来不学习Android。在大多数智能设备中，运行的是Linux *** 作系统；它上面要么安装有Android，要么可以跟Android手机互联。现在，Linux+Android已成标配。

2 怎么学习嵌入式Linux *** 作系统

本文假设您是零基础，以实用为主，用最快的时间让你入门；后面也会附上想深入学习时可以参考的资料。

在实际工作中，我们从事的是“ *** 作系统”周边的开发，并不会太深入学习、修改 *** 作系统本身。

① *** 作系统具有进程管理、存储管理、文件管理和设备管理等功能，这些核心功能非常稳定可靠，基本上不需要我们修改代码。我们只需要针对自己的硬件完善驱动程序

②学习驱动时必定会涉及其他知识，比如存储管理、进程调度。当你深入理解了驱动程序后，也会加深对 *** 作系统其他部分的理解

③Linux内核中大部分代码都是设备驱动程序，可以认为Linux内核由各类驱动构成

但是，要成为该领域的高手，一定要深入理解Linux *** 作系统本身，要去研读它的源代码。

在忙完工作，闲暇之余，可以看看这些书：

①赵炯的《linux内核完全注释》，这本比较薄，推荐这本。他后来又出了《Linux 内核完全剖析》，太厚了，搞不好看了后面就忘记前面了。

②毛德 *** 、胡希明的《LINUX核心源代码情景分析》，此书分上下册，巨厚无比。当作字典看即可：想深入理解某方面的知识，就去看某章节。

③其他好书还有很多，我没怎么看，没有更多建议

基于快速入门，上手工作的目的，您先不用看上面的书，先按本文学习。

21 入门路线图

假设您是零基础，我们规划了如下入门路线图。前面的知识，是后面知识的基础，建议按顺序学习。每一部分，不一定需要学得很深入透彻，下面分章节描述。

22 学习驱动程序之前的基础知识

221 C语言

只要是理工科专业的，似乎都会教C语言。我见过很多C语言考试90、100分的，一上机就傻了，我怀疑他们都没在电脑上写过程序。

理论再好，没有实践不能干活的话，公司招你去干嘛？

反过来，实践出真知，学习C语言，必须练练练、写写写！

当你掌握基本语法后，就可以在电脑上练习一些C语言习题了；

当你写过几个C程序后，就可以进入下一阶段的裸机开发了。

①不需要太深入

作为快速入门，只要你会编写“Hello, world!”，会写冒泡排序，会一些基础的语法 *** 作，暂时就够了。

指针 *** 作是重点，多练习；

不需要去学习过多的数据结构知识，只需要掌握链表 *** 作，其他不用学习，比如：队列、二叉树等等都不用学；不需要去学习任何的函数使用，比如文件 *** 作、多线程编程、网络编程等等；这些知识，在编写Linux应用程序时会用，但是在 *** 作系统特别是驱动学习时，用不着！

永往直前吧，以后碰到不懂的C语言问题，我们再回过头来学习。

在后续的“裸机开发”中，会让你继续练习C语言，那会更实战化。

C语言是在写代码中精进的。

②可以在Visual Studio下学习，也可以在Linux下学习，后者需要掌握一些编译命令，我们暂时没有提供C语言的教程，找一本C语言书，网上找找免费的C语言视频(主要看怎么搭建环境)，就可以自学了。

222 PC Linux基本 *** 作：

对于PC Linux，我们推荐使用Ubuntu，在它上面安装软件非常简便。

我们的工作模式通常是这样：在Windows下阅读、编写代码，然后把代码上传到PC Linux去编译。实际上，Ubuntu的桌面系统已经很好用了，我们拿到各种智能机可以很快上手，相信Ubuntu的桌面系统也可以让你很快上手。为了提高工作效率，我们通常使用命令行来 *** 作Ubuntu。

不用担心，你前期只需要掌握这几条命令就可以了，它们是如此简单，我干脆列出它们：

①cd : Change Directory（改变目录）

cd 目录名          // 进入某个目录cd            // cd “两个点”：返回上一级目录cd -             // cd “短横”：返回上一次所在目录

②pwd : Print Work Directory（打印当前目录 显示出当前工作目录的绝对路径）

③mkdir : Make Directory（创建目录）

mkdir abc         // 创建文件夹abcmkdir -p a/b/c    // 创建文件夹a，再a下创建文件夹b，再在b下创建文件夹c

④rm : Remove（删除目录或文件）

rm  file     // 删除名为file的文件rm -rf dir   // 删除名为dir的目录

⑤ls : List（列出目录内容）

⑥mount : 挂载

mount -t nfs -o nolock,vers=2 1921681123:/work/nfs_root /mntmount -t yaffs /dev/mtdblock3 /mnt

⑦chown : Change owner（改变文件的属主，即拥有者）

chown book:book /work -R  //对/work目录及其下所有内容，属主改为book用户，组改为book

⑧chmod : Change mode（改变权限），下面的例子很简单粗暴

chmod 777 /work -R  // 对/work目录及其下所有内容，权限改为可读、可写、可执行

⑨vi : Linux下最常用的编辑命令，使用稍微复杂，请自己搜索用法。

要练习这些命令，你可以进入Ubuntu桌面系统后，打开终端输入那些命令；或是用SecureCRT、putty等工具远程登录Ubuntu后练习。

223 硬件知识

我们学习硬件知识的目的在于能看懂原理图，看懂通信协议，看懂芯片手册；不求能设计原理图，更不求能设计电路板。

对于正统的方法，你应该这样学习：

①学习《微机原理》，理解一个计算机的组成及各个部件的交互原理。

②学习《数字电路》，理解各种门电路的原理及使用，还可以掌握一些逻辑运算（与、或等）。

③《模拟电路》？好吧，这个不用学，至少我在工作中基本用不到它，现在全忘光了。

就我个人经验来说，这些课程是有用的，但是：

①原理有用，实战性不强。

比如《微机原理》是基于x86系统，跟ARM板子有很大差别，当然原理相通。

我是在接触嵌入式编程后，才理解了这些课程。

②每本书都那么厚，内容都很多，学习时间过长，自学有难度。

针对这些校园教材的不足，并结合实际开发过程中要用到的知识点，我们推出了《学前班_怎么看原理图》的系列视频：

学前班第1课第1节___怎么看原理图之GPIO和门电路wmv

学前班第1课第21节_怎么看原理图之协议类接口之UARTwmv

学前班第1课第22节_怎么看原理图之协议类接口之I2Cwmv

学前班第1课第23节_怎么看原理图之协议类接口之SPIwmv

学前班第1课第24节_怎么看原理图之协议类接口之NAND Flashwmv

学前班第1课第25节_怎么看原理图之协议类接口之LCDwmv

学前班第1课第3节___怎么看原理图之内存类接口wmv

学前班第1课第41节_怎么看原理图之分析S3C2410开发板wmv

学前班第1课第42节_怎么看原理图之分析S3C2440开发板wmv

学前班第1课第43节_怎么看原理图之分析S3C6410开发板wmv

即使你只具备初中物理课的电路知识，我也希望能通过这些视频，让你可以看懂原理图，理解一些常见的通信协议；如果你想掌握更多的硬件知识，这些视频也可以起个索引作用，让你知道缺乏什么知识。

这些视频所讲到的硬件知识，将在《裸板开发》系列视频中用到，到时可以相互对照着看，加深理解。

224 要不要专门学习Windows下的单片机开发

很多学校都开通了单片机的课程，很多人都是从51单片机、AVR单片机，现在比较新的STM32单片机开始接触嵌入式领域，并且使用Windows下的开发软件，比如keil、MDK等。

问题来了，要不要专门学习Windows下的单片机开发？

①如果这是你们专业的必修课，那就学吧

②如果你的专业跟单片机密切相关，比如机械控制等，那就学吧

③如果你只是想从单片机入门，然后学习更广阔的嵌入式Linux，那么放弃在Windows下学习单片机吧！

理由如下：

①Windows下的单片机学习，深度不够

Windows下有很好的图形界面单片机开发软件，比如keil、MDK等。

它们封装了很多技术细节，比如：

你只会从main函数开始编写代码，却不知道上电后第1条代码是怎么执行的；

你可以编写中断处理函数，但是却不知道它是怎么被调用的；

你不知道程序怎么从Flash上被读入内存；

也不知道内存是怎么划分使用的，不知道栈在哪、堆在哪；

当你想裁剪程序降低对Flash、内存的使用时，你无从下手；

当你新建一个文件时，它被自动加入到工程里，但是其中的机理你完全不懂；

等等等。

②基于ARM+Linux裸机学习，可以学得更深，并且更贴合后续的Linux学习。实际上它就是Linux下的单片机学习，只是一切更加原始：所有的代码需要你自己来编写；哪些文件加入工程，需要你自己来管理。

在工作中，我们当然倾向于使用Windows下更便利的工具，但是在学习阶段，我们更想学习到程序的本质。

一切从零编写代码、管理代码，可以让我们学习到更多知识：

你需要了解芯片的上电启动过程，知道第1条代码如何运行；

你需要掌握怎么把程序从Flash上读入内存；

需要理解内存怎么规划使用，比如栈在哪，堆在哪；

需要理解代码重定位；

需要知道中断发生后，软硬件怎么保护现场、跳到中断入口、调用中断程序、恢复现场；

你会知道，main函数不是我们编写的第1个函数；

你会知道，芯片从上电开始，程序是怎么被搬运执行的；

你会知道，函数调用过程中，参数是如何传递的；

你会知道，中断发生时，每一个寄存器的值都要小心对待；

等等等。

你掌握了ARM+Linux的裸机开发，再回去看Windows下的单片机开发，会惊呼：怎么那么简单！并且你会完全明白这些工具没有向你展示的技术细节。

驱动程序=Linux驱动程序软件框架+ARM开发板硬件 *** 作，我们可以从简单的裸机开发入手，先掌握硬件 *** 作，并且还可以：

①掌握如何在PC Linux下编译程序、把程序烧录到板子上并运行它

②为学习bootloader打基础：掌握了各种硬件 *** 作后，后面一组合就是一个bootloader

225 为什么选择ARM9 S3C2440开发板，而不是其他性能更好的？

有一个错误的概念：S3C2440过时了、ARM9过时了。

这是不对的，如果你是软件工程师，无论是ARM9、ARM11、A8还是A9，对我们来说是没有差别的。

一款芯片，上面有CPU，还有众多的片上设备(比如UART、USB、LCD控制器)。我们写程序时，并不涉及CPU，只是去 *** 作那些片上设备。

所以：差别在于片上设备，不在于CPU核；差别在于寄存器 *** 作不一样。

因为我们写驱动并不涉及CPU的核心，只是 *** 作CPU之外的设备，只是读写这些设备的寄存器。

之所以推荐S3C2440，是因为它的Linux学习资料最丰富，并有配套的第1、2期视频。

226 怎么学习ARM+Linux的裸机开发

学习裸机开发的目的有两个：

①掌握裸机程序的结构，为后续的u-boot作准备

②练习硬件知识，即：怎么看原理图、芯片手册，怎么写代码来 *** 作硬件

后面的u-boot可以认为是裸机程序的集合，我们在裸机开发中逐个掌握各个部件，再集合起来就可以得到一个u-boot了。

后续的驱动开发，也涉及硬件 *** 作，你可以在裸机开发中学习硬件知识。

注意：如果你并不关心裸机的程序结构，不关心bootloader的实现，这部分是可以先略过的。在后面的驱动视频中，我们也会重新讲解所涉及的硬件知识。

推荐两本书：杜春蕾的《ARM体系结构与编程》，韦东山的《嵌入式Linux应用开发完全手册》。后者也许是国内第1本涉及在PC Linux环境下开发的ARM裸机程序的书，如果我说错了，请原谅我书读得少。

对于裸机开发，我们提供有2部分视频：

①环境搭建

第0课第1节_刚接触开发板之接口接线wmv

第0课第2节_刚接触开发板之烧写裸板程序wmv

第0课第3节_刚接触开发板之重烧整个系统wmv

第0课第4节_刚接触开发板之使用vmwae和预先做好的ubuntuwmv

第0课第5节_刚接触开发板之u-boot打补丁编译使用及建sourceinsight工程wmv

第0课第6节_刚接触开发板之内核u-boot打补丁编译使用及建sourceinsight工程wmv

第0课第7节_刚接触开发板之制作根文件系统及初试驱动wmv

第0课第8节_在TQ2440,MINI2440上搭建视频所用系统wmv

第0课第9节_win7下不能使用dnw烧写的替代方法wmv

未完

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服务器监测

监测对象：windows或者linux服务器。

监控参数：硬盘内存大小、硬盘利用率、CPU利用率、CPU温度参数。

系统功能：机房内服务器支持的SNMP协议管理接口，嵌入式主机通过交换机与服务器连接，系统实时监测硬盘内存大小和利用率、CPU利用率、CPU温度等。由嵌入式主机对实时监测采集的数据进行数据采集、分析、处理。当服务器运行出现异常时，监控主机发生本地报警，通知管理员。系统提供记录查询可查询监测数据和报警数据，可导出EXCEL报表。

网络监测

监测对象：路由器和交换机等网络设备。

监控参数：监测网络设备各端口的相关状态信息。

系统功能：系统基于SNMP协议，全面监测网络设备各端口的相关状态信息。通过计算分析取得端口状态是否正常，当设备端口工作异常时，监控主机发生本地报警，通知管理员。系统提供记录查询可查询监测数据和报警数据，可导出EXCEL报表。

第1篇 Java Web开发技术详解依据SUN的Java Servlet规范和JSP规范，深入介绍了开发Java Web应用的各种技术。第1章 Web运作原理探析 3利用Java套接字（Socket）实现了一个简单的基于>

嵌入式web服务器，是基于嵌入式系统而实现的web服务器。很好理解，拆分成两个部分，WEB服务器 + 嵌入式。

WEB服务器，即我们通常所说的网页服务器。 用IE等浏览器访问时，网页内容储存的地方就叫做web服务器。大型的网站等，对服务器的硬件要求比较高，可以支持成千上万个客户端同时访问，而且速度要快。

嵌入式web服务器，是web服务器当中的一种。在嵌入式系统(通俗点就是单片机系统)上实现的一个web服务器，可以通过ie等去访问，对硬件要求稍微低一点。举个简单的例子，我们用的路由器，就是一个典型的嵌入式web服务器，通过19216801等可以直接访问。

家居安防系统监控主机的设计与实现
l 引 言
安防监控系统的研究设计与实现，是一项专业性很强的实用技术。
所谓安防监控系统，就是以安全防范为主要目的，依靠和运用各种高科技装备及手段，系统、实时、全面、不间断地对人、设备及周边环境进行监督、控制的一系列设备的总和。随着社会经济的发展进步，安防监控系统的应用普及越来越广，科技含量越来越高。先进的监控系统集中体现了现代科学技术发展的最新研究成果，是现代高科技产品和技术的一个结晶和缩影。当然，安防监控系统的研发不能一味地追求高、精、尖，其最根本的立足点还是必须回归实用性，在保障适用性的前提下追求最低的成本与价格。本文提出一种基于USB总线和单片机构成的监控主机设计方案。该主机具备一定的智能化控制功能，在个人计算机上实现硬件驱动和监控应用软件开发，具有较高性价比，适用于一般民居等场所的安全防盗系统。
2 系统构成
安防系统监控主机的设计要求主要包括：采用多媒体计算机辅助控制、硬盘录像等技术，通过程序实现预警、远程传输、远程控制功能。有较强的防范能力及报警功能，便于上下联动，有较高的自动化、智能化功能，能自动响应信号报警、调用相应的摄像机画面、发出声光警报，并能根据报警信号的来源和性质做出一定的判断，向职守人员提供相应的处置方案，自动启动某些防范手段，能有效减小职守人员工作强度，加强快速反应能力等。 基于信号捕获及处理流程，安防系统主要有5个部分：
信号采集与处理 包括红外、烟感、温敏、压力、断路、微波等传感器对光、电、热、力、位移等物理量变化以及视频、开关信号的采集与转换，并依据规则进行门限判决和编码。
数据传输 主要是各模块、各部件之间数据转换及相互交换的过程。
系统响应与自动控制 主要是进行自检扫描，对各种预设的情况及报警事件作出中断响应。
人机交互 通过USB总线实现PC机与单片机之间通信，通过安防监控软件向监控主机发出指令，接收数据和请求，并根据报警事件提供处置预案。
远程通信与控制 基于PSTN，通过MODEM与远程控制中心交换数据并接收指令。
安防系统的构成框图如图1所示。
3 工作原理
安防系统监控主机是一个基于嵌入式控制器的MCU应用系统，该嵌入式控制器采用51系列单片机，他负责完成设备大部分的控制功能。另一方面，因基于USB总线通信，故对PC机而言，监控主机又如同一个待识别的USB外设。主机硬件结构采用单片机+CPLD构成的控制核心，通过LISB接口芯片与PC机交换数据。其中，单片机采用的是通用的51系列单片机AT89C52，当然完全可以用其他的51系列单片机替代。CPLD采用XC395288系列芯片。15SB接口芯片采用的是Philips公司的ISPl581芯片。ISPl581的特点是：价格低、功能强、支持高速USB系统的自动检测、内部通用DMA模块能使得数据流很方便地集成，具有的低挂起功耗，还可以满足ACPITM，OnN0wTM和USB电源管理的要求。
监控主机一般处于2种工作状态：
(1)正常监控状态。此状态下．单片机循环扫描等待，温度、湿度等各种环境监测量实时传送至PC机显示．PC机按照预先设置，顺序切换视频监控画面。
(2)处置报警状态。报警事件发生后，报警源或是来自环境监测量超标，或是来自按键报警或红外等传感器报警后转换的开关量，经编码锁存后发送至单片机。单片机启动中断处理程序，将报警数据通过ISP158l芯片转换成USB总线数据传送至PC机，PC机译码后调用数据库显示处置预案，通过摄像头记录报警源现场画面。同时，单片机将报警源代码通过7段数码管进行流水显示，驱动语音控制芯片和发光二极管发出声光报警。
监控主机的工作原理如图2所示：
4主要软件模块
监控主机的设计与实现，难度主要在软件开发。一方面是由于USB 2．O作为一种先进的接口标准，他的协议规范比较复杂，这种复杂在设备开发中主要体现为固件程序的开发。另一方面要求开发人员对PC机的硬件驱动和 *** 作系统比较熟悉，还要求有比较熟练的数据库编程经验。其软件设计主要分3个模块(如图3所示)：
(1)固件程序
固件程序完成的功能包括：完成初始化、自检和扫描任务，通过USB总线发送和接收数据，处理报警和通信中断请求。包括4个子程序：
主程序(MAIN．C) 主要完成初始化工作，发送USB请求，处理USB总线事件，用户功能处理等；
中断处理程序(ISR．C) 主要是处理来自ISPl581的LrSB通信中断请求和开关量报警的中断请求；
LJSB协议(USB．C) 主要功能就是响应主机提出的USB设备识别要求。响应函数对设备要求进行译码，确定设备要求的类别；
USB电气接口驱动(P81．C) 主要是读写 *** 作，将需传送的数据与ISP1581芯片之间通信。程序流程如图4所示。
(2)驱动程序(ISP81．sys)
在单片机固件开发调试通过后，主机就能正确识别了，并且如果PC机 *** 作系统中有自带的这种设备的通用驱动程序，就无需再开发任何软件就可直接使用。否则必须自行开发驱动程序。本文采用WinDrivet工具软件编写驱动程序，通过调用工具中提供的预定义类和底层驱动接口可以方便地生成符合用户要求的驱动程序，不足之处是独立性不好，适用范围有限。因为使用winDrivet只提供一个设备安装信息文件(．inf)，真正的驱动程序接口在安装win[)river时就已经加载了。不过，WinDrivet更的用途在于可以很方便地调试几乎所有计算机总线接口设备，在计算机外部设备开发过程中能够起到很好的帮助作用。 (3)应用程序
应用程序是处在应用层的上层软件，他面向用户提供人机会话界面，并实现各种功能，用户通过应用程序对设备实施控制。应用程序使用最常用的Microsoft VisualC++6．O开发环境进行开发编译，主要分成2个子程序：一是 *** 作台程序(OPERATION．C)。控制视频画面切换，提供人机交互，通过调用winDriver工具软件生成的驱动程序提供的一些间接控制设备硬件的接口函数，实现USB通信功能；二是报警处理程序(ALARM．C)。处理单片机报警信号，调用数据库文件，向使用者提供智能化处置预案。程序流程如图5所示。
5 结 语
本文提出的家居安防系统监控主机设计实现方案，具备较强的通信能力和一定的智能化处理功能，可以满足大部分民用住宅自身安全防范的需要。
他的特点主要有：
(1)监控主机设置对开关量报警的响应，是考虑到安防系统前端传感器、探测器无论多么复杂，都是经过门限判决、信号转换、编译码之后提供给单片机监控主机，因此可用开关量来模拟一切报警事件的发生。同时，按键开关也是最可靠且行之有效的报警手段之一。
(2)应用成熟的51系列单片机，结构简单，性能稳定可靠，完全可以满足一般数字信号处理、自动控制和数据通信的要求，且成本较低。 (3)基于USB总线的MCU应用系统，本身就是IT业最热门的话题之一。不仅有利于提高数据传输效率，同时基于兼容性和通用性的考虑，可以不加改变地适用于家用电脑，具有广泛的应用前景。

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