- 基于ARM-Linux架构的远程可控电源插座设计方案

2．2 控制模块驱动设计
    在嵌入式Linux操作系统下，设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节。在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
    文中使用GPIO口作为控制端口，每一位信息控制一个电源插座开关。以连接1号插座开关的GP10为例，说明其驱动程序的编写。
    将GP10定义为输出状态，并预设插座开关断开时输出0，此时GP10将输出0，输出低电平，并使图4中的三极管T1截止，光耦U1不工作，K1不导通，220 V供电断开；打开供电时，将GP10置1，即输出高电平，T1导通，220 V供电打开。

驱动程序中ioctl函数代码如下：

2．3 嵌入式Web服务器设计
    远程可控电源插座系统采用B／S(Browser／Server)结构，系统内嵌的嵌入式Web服务器可向合法用户提供基于浏览器的操作界面，浏览器便成了与插座相连设备的远端控制板。
    由于嵌入式系统拥有的资源有限，构建嵌入式Web服务器须选择一个合适的Web服务器，在不影响整体性能的前提下，既利用自身有限的资源，又必须满足支持CGI的Web应用需求。
    文中采用Boa Server作为嵌入式Web服务器。Boa是一个非常小巧的Web服务器，可执行代码只有约60 kB。它是一个单任务Web服务器，只能依次完成用户的请求，而不会创建出新的进程来处理并发连接请求。但Boa支持CGI，能够为CGI程序创建进程来执行。
    移植Boa的大致步骤如下：
    1)从官方网站(http：／／www．boa．org)上下载Boa源代码，解压；
    2)根据硬件对Boa进行相应的配置，并交叉编译，编译器选用arm-linux-gCC；
    3)编译生成可在ARM上运行的Boa程序，将其和内核一起下载到ARM平台上运行；
    4)将系统所需静态页面文件和CGI程序拷贝至相应的路径下。
    当Web服务器程序收到用户以HTTP协议的GET方式发来的远程控制指令后，调用CGI程序，在CGI程序中用open(“／dev／rcpo”，O_RDWR)语句打开设备文件，若成功，则将控制参数传递给ioctl函数的cmd．控制对应的插座开关做相应动作。

3 系统测试

文中在嵌入式系统开发平台上实现，并制作了控制模块硬件，对电源插座进行了内部连线改装，使之远程可控。搭建测试环境，对一台220 V供电工作的普通电扇进行远程控制，如图5所示。

用户用浏览器软件访问本系统，经登录认证后进入控制页面，如图6所示。点击“开启”按钮后，电扇转动；点击“关闭”按钮后，电扇关闭。系统运行正常，响应及时。测试表明，本文设计是可行的、有效的。

4 结论

文中设计了一种远程可控电源插座，在ARM嵌入式系统上构建嵌入式Web服务器，用户通过网络访问Web服务器，实现对电源插座的操作，进而远程控制与其相连的电器。本文设计采用模块化设计，功能实用，操作简便，易于扩展，可广泛应用于家用或工业电器的远程控制。

随着互联网技术的发展以及与信息家电、工业控制技术的结合日益紧密，具备网络功能的嵌入式系统应用正在成为未来电器的发展趋势。