引言

测温测量和控制在当今社会生活中扮演着至关重要的角色，国际国内市场现有的多种测温技术涵盖了安检、市 场、生活、消防、科研等诸多领域。温度的测量和控制在工 业生产中有广泛的应用，尤其在石油、化工、电力、冶金等 重要工业领域中，对温度的测量和监控是非常重要的一个环节。在传统的温度测量系统中，温度采集器通常采用模拟温 度传感器，模拟信号在传输的过程中容易受到干扰从而影响测量的准确度，模拟信号转化成数字信号，精度较高的A/D 转换器一般价格昂贵，对于传统系统存在的不足，结合国内外在温度监测系统上的研究现状，本文进行了新的设计。

本文智能测温系统基于物联网技术与嵌入式技术实现 远程无线可移动的视频监控系统，依托于FS_S5PC100开发 平台用三星公司先进的基于Cortex-A8 内核的 S5PC100处理 器和无线网卡WI-FI作为硬件载体，综合应用WLAN、嵌入 式Linux和JSP技术等技术，以程序软件的通用性和易用性为 方向，实现无线视频和智能测温系统控制以及环境信息采集。

图2 系统软件结构框图

1 系统总体设计

1.1 平台设计接口目标与功能

本文设计智能温度采集系统，需要具备温度采集、温 度数据的存储、温度数据的显示和网络通信功能。因此，平 台拟设计的接口如下：

电路板设计温度传感器采集接口1路，温度传感器采用 DS18B20一线制通信接口;由于平台需要对采集的数据存储 同时又需要存储本地操作系统代码，需要有稳定的存储方 案，因此平台设计NAND FLASH与SD卡结合的存储方案， 其中NAND FLASH主要用于存储本地代码，SD卡用于存储 采集数据;系统需要将采集的温度以及历史温度实时的显示

图3 S5PC100 DDR2 SDRAM电路原理图

图4 S5PC100 NandFlash电路原理

出来， 因此需要集成图形显示接口，系统中采用24bit TFT LCD接口电路;系统为满足远程对平台采集数据访问功能， 因此集成一路10M/100M 自适应以太网接口;为满足对温度 的监控需要，平台集成一路PWM蜂鸣器接口以及一路RS232 接口，RS232接口可连接GPRS模块。调试扩展接口：系统应集成1路RS232接口，用于使用控制终端对系统进行调试。课题设计平台可实现定时温度采集、显示 以及温度超限报警等功能，其主要工作流程如下：

1.平台能够以定间间隔对采集 温度传感器数据;

2.采集的温度数据按时间顺序保存在本地数据库中;

3 。 每次采集温度与设定温度上、下限进行比较，当温度超限后 可发出本地报警或远程报警信号，本地报警信号通过蜂鸣器报警音实 现 ， 远程报警信号可以通过外接GPRS实现短信报警;

4 。 平台具备远程数据访问功能，可通过网络实现对本地数据库的访问。

1.2 平台的硬件电路各模块选型

根据平台的接口和功能需求，将系统按照功能划分进行模块化设计，其个功能模块的选型如下：

1.2.1 平台处理器单元

平台需要具备温度采集、大容 量数据存储、网络通信等功能。因 此，其处理器部分具备运行文件系 统以及网络协议簇的能力。课题提 出以ARM微控制器为核心处理器的 解决方案，利用ARM微控制器可搭 载操作系统和能够处理复杂协议族 的能力;降低了系统设计的风险， 提高平台计的可实施性与灵活性。

A R M 微 控 制 器 在 本 系 统 中 的 作用主要是，采集温度传感器温度 值，并实现存储以及转发功能。平台采用三星公司先进的 基于Cortex-A8 内核的 S5PC100处理器设计而成。S5PC100 处理器采用64位内部总线构架，包括强大的硬件加速器， 如：动态视频处理，显示控制和缩放。支持多种格式的硬件 编解码：MPEF-1/2/4、H263/H264、CV-1、DivX。其硬件加速功能支持实时的视频会议和模拟电视输出，支持NTSC 和PAL模式的HDMI。S5PC100内部集成了24BIT LCD接口、 TVout接口、Camera输入接口、4路串口、SD卡接口、SPI、100M网口、USB2.0-OTG接口，USB Host接口、矩阵按键扫 描接口、SPI通信、I2C通信接口等硬件资源，适用于有高性 能要求的嵌入式系统应用场合。

图6 DS18B20与接口原理图

在平台中需要NAND FALSH、SD卡、以太网等复杂接口的支持，S5PC100具备强大的片内接口，平台需要的外设 接口通过S5PC100搭载简单的外部电路即可实现，提高了系 统设计的集成度，因此S5PC100非常适用于本系统。

1.2.2 温度传感器

平台采用美国DALL A S公司生产的DS18B20可组网数 字温度传感器。其耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形 式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

DS18B20具有一线通信接口，只需要单根口线即可实现微控 制器通信互联，极大地简化了外部温度传感器通信线路。 DS18B20具有宽泛的工作电压和温度测量范围，750毫秒内 完成温度测量，可在-10℃至+85℃范围达到±0.5℃的测量精 度。DS18B20在出厂时内部集成了唯一的序号， 可用于实现 DS18B20通过一总线进行组网。DS18B20简化的通信接口以 及便捷的组网方式可降低产品的设计成本，提高系统的灵活 性。目前，DS18B20已经被用于各种环控，设备温度监控测 量，以及各种温度测量系统中。

1.3 平台的硬件电路总体构成

平台硬件组成如图1所示。其中核心模块为S5PC100， DD2 SDRAM、NAND FLASH、TFT LCD、SD卡、RS232接 口均可通过S5PC100内部外设接口直接扩展，以太网接口通 过S5PC100的外部静态总线接口连接。

1.4 平台主要软件方案的选定