串口通信與網絡通信的應用研究
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邢子羽1由 分享
摘要:該文通過可移動攝像頭控制系統(tǒng),探討了以Windows與Linux平臺為基礎的兩個操作系統(tǒng)之間的串口通信和網絡通信,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。
關鍵詞:嵌入式;Socket;串口通信;網絡通信
本文的背景是研究通過對攝像頭的遠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進行的開發(fā),實現(xiàn)對圖像視頻的編解碼處理,攝像頭的遠程控制系統(tǒng)主要是通過Linux系統(tǒng)設計。統(tǒng)通過串口和網絡進行傳輸和控制。系統(tǒng)采用C/S模型,PC機作為client端,根據采集到的數據進行編解碼后,發(fā)送出對攝像頭的控制命令,通過網絡傳輸到ARM9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)將設備和文件的操作都作為對文件的處理,所以對設備的操作,內核會返回一個文件描述符,需要將其作為參數傳給相對應的函數。Linux中所有的設備文件都放在“/dev”目錄下,通過“ttyS+編號”命名相應的串口資源,所以對應路徑是“/devttyS*”。因而可以相對文件讀寫那樣訪問一個串口設備。
1.2 Linux下的串口設置
首先要對串口進行設置,在termios.h完成對波特率等的設置。
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:int fd = open ("/dev/ttyS *", O RDWR|O NOCTTY|O NDELA Y);
然后調用read()和write()函數讀寫端口,返回實際讀寫的字節(jié)數,如果有錯誤發(fā)生則返回-1。
讀取串口結束后,首先恢復串口原始屬性,然后才可以關閉串口并退出程序。
1.3 串口控制應用程序
下面給出本系統(tǒng)中一個通過串口控制攝像頭的函數的一部分結構:
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 網絡通信
2.1 Socket基本原理介紹
Socket是一種通信機制,客戶/服務器系統(tǒng)既可以在本地單機上運行,也可以在網絡中運行。
首先需要了解socket中的一些重要函數:
1) 創(chuàng)建Socket:int socket( intdomain, inttype, intprotocol);
2) 配置Socket:bind函數指定本地信息int bind( intsocket, const structsockaddr* address, size_taddress_len);
3) 使用listen( )和accept( )函數獲取遠端信息:
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) 通信結束:使用closesocket( )。
2.2 Windows和Linux下socket應用程序
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器套接字server_socket上,向服務器寫一個字符,再讀回經服務器處理后的一個字符。
服務器端程序:首先創(chuàng)建一個服務器套接字,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下進行socket編程,實現(xiàn)二者之間的通信,具體函數實現(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 結束語
本文設計了基于嵌入式平臺上可移動攝像頭遠程控制,對串口通信和網絡通信的原理和機制加以闡述,對串口驅動和網絡驅動的編寫提出了具體的方法,并且在實際的操作應用中給出了具體函數的編寫。本文所提供的處理方法已在實際的項目中的得到應用,對于其他的通過串口通信和網絡通信控制的設備,具有參考意義,今后我們還將展開進一步的相關研究。
參考文獻:
[1] 劉智國,張海春.基于S3C2410的嵌入式串口通信設計[J].微計算機信息(嵌入式與SOC),2009,25(4-2).
[2] 常春國,史金飛,羅翔,張磊. Windows與Linux串口通信和網絡通信的比較研究[J].中國制造業(yè)信息化,2006,(4):49-52.
[3] 賴曉晨.嵌入式C/C++程序設計[J].北京:清華大學出版社,2008.
關鍵詞:嵌入式;Socket;串口通信;網絡通信
本文的背景是研究通過對攝像頭的遠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進行的開發(fā),實現(xiàn)對圖像視頻的編解碼處理,攝像頭的遠程控制系統(tǒng)主要是通過Linux系統(tǒng)設計。統(tǒng)通過串口和網絡進行傳輸和控制。系統(tǒng)采用C/S模型,PC機作為client端,根據采集到的數據進行編解碼后,發(fā)送出對攝像頭的控制命令,通過網絡傳輸到ARM9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)將設備和文件的操作都作為對文件的處理,所以對設備的操作,內核會返回一個文件描述符,需要將其作為參數傳給相對應的函數。Linux中所有的設備文件都放在“/dev”目錄下,通過“ttyS+編號”命名相應的串口資源,所以對應路徑是“/devttyS*”。因而可以相對文件讀寫那樣訪問一個串口設備。
1.2 Linux下的串口設置
首先要對串口進行設置,在termios.h完成對波特率等的設置。
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:int fd = open ("/dev/ttyS *", O RDWR|O NOCTTY|O NDELA Y);
然后調用read()和write()函數讀寫端口,返回實際讀寫的字節(jié)數,如果有錯誤發(fā)生則返回-1。
讀取串口結束后,首先恢復串口原始屬性,然后才可以關閉串口并退出程序。
1.3 串口控制應用程序
下面給出本系統(tǒng)中一個通過串口控制攝像頭的函數的一部分結構:
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 網絡通信
2.1 Socket基本原理介紹
Socket是一種通信機制,客戶/服務器系統(tǒng)既可以在本地單機上運行,也可以在網絡中運行。
首先需要了解socket中的一些重要函數:
1) 創(chuàng)建Socket:int socket( intdomain, inttype, intprotocol);
2) 配置Socket:bind函數指定本地信息int bind( intsocket, const structsockaddr* address, size_taddress_len);
3) 使用listen( )和accept( )函數獲取遠端信息:
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) 通信結束:使用closesocket( )。
2.2 Windows和Linux下socket應用程序
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器套接字server_socket上,向服務器寫一個字符,再讀回經服務器處理后的一個字符。
服務器端程序:首先創(chuàng)建一個服務器套接字,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下進行socket編程,實現(xiàn)二者之間的通信,具體函數實現(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 結束語
本文設計了基于嵌入式平臺上可移動攝像頭遠程控制,對串口通信和網絡通信的原理和機制加以闡述,對串口驅動和網絡驅動的編寫提出了具體的方法,并且在實際的操作應用中給出了具體函數的編寫。本文所提供的處理方法已在實際的項目中的得到應用,對于其他的通過串口通信和網絡通信控制的設備,具有參考意義,今后我們還將展開進一步的相關研究。
參考文獻:
[1] 劉智國,張海春.基于S3C2410的嵌入式串口通信設計[J].微計算機信息(嵌入式與SOC),2009,25(4-2).
[2] 常春國,史金飛,羅翔,張磊. Windows與Linux串口通信和網絡通信的比較研究[J].中國制造業(yè)信息化,2006,(4):49-52.
[3] 賴曉晨.嵌入式C/C++程序設計[J].北京:清華大學出版社,2008.