20155110王一帆 《远程安防监控系统》课程设计个人报告
一、个人所做的工作
- 编译linux内核，制作文件系统镜像
- 交叉编译项目代码
- 配合组长完成SD卡的烧写
- 调试运行开发板的各项功能
二、遇到的问题的及解决方法
问题1：fastboot的驱动安装
首先，我们在设备管理器中找到Android设备
但是安装fastboot驱动时，却失败了。
问题1的解决方法
在windows设置中找到“更新与安全”
找到恢复，在高级启动中找到“立即重启”
重启之后，选择“疑难解答”
接着选择“高级选项”
然后选择“启动设置”
重启以后，按下数字键“7”禁用驱动的强制签名
之后，我们就可以成功安装驱动了。
我们这时再观察设备管理器，我们就可以发现Android设备从未知变成已知了。
问题2：open /dev/ttyUSB0 error: No such file or directory
在进行串口通讯的时候，打开开发板后，一直会提示这样的消息。
原因是/dev目录下没有ttyUSB0这个设备文件。
问题2的解决方法
事实上，我们依旧可以输入linux命令的，要想不看到这个信息，需要在/dev下建立一个软链接。
输入ln -s /dev/null /dev/ttyUSB0，用“空设备”做个软链接。
这样就不会一直出现open /dev/ttyUSB0 error: No such file or directory这样的提示了
而且这样做不会影响正常的操作。
三、剖析CGI源码时的疑问与解答
我自己有过Web编程的经验，也了解早期的Web编程是靠CGI来完成的，用的语言也是五花八门——C/C++、perl、bash……
我选择研究该项目的CGI源码，也是因为自己对Web编程有一些了解，而对系统编程就完全不懂，也搞不清什么线程、锁、同步的概念。
（一）登录表单处理——login.cgi
我们进入文件系统rootfs的www目录下，这里就是存放web服务器html，css，js和cgi程序的地方。我们先看看index.html.
我们直接看登录的表单部分
<form name="form1" method="post" action="cgi-bin/login.cgi">
<table width="100%" border="0" cellspacing="9" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td width="92">用户帐号：</td>
<td width="130"><label>
<input name="username" type="text" id="username" value="user"></label></td>
</tr>
<tr>
<td>登录密码：</td>
<td>
<label>
<input name="password" type="password" id="password" value="123456">
</label>
</td>
</tr>
<tr>
<td height="25"></td>
<td><input type="image" name="submit" style="width:97px;height:25px;" src="images/login/go.gif"></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</form>这个表单的数据会提交给login.cgi这个程序去处理。学过java servlet的同学会发现，CGI程序和servlet比较接近。
我们来分析一下login.cgi的源码。
//login.c
cgiFormStringNoNewlines("username", name, N);
cgiFormStringNoNewlines("password", pw, N);这两条语句将username和password分别放到char数组name和pw中，接下来肯定是要到数据库里面去查询了。这里的数据库用的是sqlite，非常轻量级的一个数据库。
//login.c
if(sqlite3_open("/user.db", &db) != SQLITE_OK)
{
fprintf(cgiOut, "<BODY>");
fprintf(cgiOut, "<H1>%s</H1>", "Server is busy...");
fprintf(cgiOut, "<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"1;url=../index.html\">");
return -1;
}
sprintf(sql, "select * from usr where name='%s' and password='%s'", name, pw);
if(sqlite3_get_table(db, sql, &result, &row, &column, NULL) != SQLITE_OK)
{
fprintf(cgiOut, "<BODY>");
fprintf(cgiOut, "<H1>%s</H1>", "Server is busy...");
fprintf(cgiOut, "<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"1;url=../index.html\">");
sqlite3_close(db);
return -1;
}非常容易理解，sqlite3_open()函数用来打开数据user.db，如果打开失败就会看到网页上有Server is busy...字样。
char数组sql中存放了一条select语句，sqlite3_get_table()函数就是用来查询的，如果数据库出现问题，依然在网页上显示有Server is busy...
如果在数据库里找不到对应的用户，变量row的值就是0，网页上显示Name or password error
//login.c
if(row == 0)
{
fprintf(cgiOut, "<BODY>");
fprintf(cgiOut, "<H1>%s</H1>", "Name or password error");
fprintf(cgiOut, "<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"1;url=../index.html\">");
sqlite3_close(db);
return 0;
}查看user.db数据库，只有一条记录
代码里的cgiOut是什么呢？，我们在cgic.h头文件的实现文件cgic.h中找到了答案。
//cgic.c
cgiIn = stdin;
cgiOut = stdout;cgiOut就是标准输出。登录成功后，会跳转到主页面main.html。
（二）环境信息获取——env_1_a9_info.cgi
main.html页面是一个frameset框架，由left.html，top.html，right.html三个页面构成。
其中只要left.html导航栏具有实际的功能选项。
我们先看看环境信息env1.html页面中的cgi程序
<iframe frameborder="0" border=0 scrolling="no" src="cgi-bin/env_1_a9_info.cgi" width="100%" height="100%"></iframe>这个iframe告诉我们env_1_a9_info.cgi程序会处理当前的实时数据，并返回结果。
分析一下env_1_a9_info.cgi的源码，来看看这些数据是怎么得到的。
get_env()函数是用来获取环境信息的。
//env_1_a9_info.c
void get_env()
{
sqlite3 *db;
char sql1[N] = {0}, sql2[N] = {0};
char **result1, **result2;
int row1, colunm1, row2, colunm2;
if (sqlite3_open("/smartfarm.db", &db) != SQLITE_OK) {
fprintf(cgiOut, "<H2>sqlit smartfarm.db open err</H2>");
errflag = 1;
return ;
}
sprintf(sql1, "select * from env where farm_no=1");
if (sqlite3_get_table(db, sql1, &result1, &row1, &colunm1, NULL) != SQLITE_OK) {
fprintf(cgiOut, "<H2>sqlite3_get_table err</H2>");
errflag = 1;
return ;
}
strncpy(temp_max, result1[colunm1 + 1], 9);
strncpy(temp_min, result1[colunm1 + 2], 9);
strncpy(hum_max, result1[colunm1 + 3], 9);
strncpy(hum_min, result1[colunm1 + 4], 9);
strncpy(light_max, result1[colunm1 +5], 9);
strncpy(light_min, result1[colunm1 + 6], 9);
.......
sqlite3_close(db);
}不难发现，这些数据都是从数据库smartfarm.db中获取的。
最高/最低气温，湿度，光照，都在env表中。
还有一张collect_env表，显示的是实时信息，但是好像没有用到。
//env_1_a9_info.c
void get_env()
{
........
sprintf(sql2, "select * from collect_env where farm_no=-1");
if (sqlite3_get_table(db, sql2, &result2, &row2, &colunm2, NULL) != SQLITE_OK) {
errflag = 1;
return ;
}
#if 0
strncpy(temp, result2[colunm2 + 1], 9);
strncpy(hum, result2[colunm2 + 2], 9);
strncpy(light, result2[colunm2 + 3], 9);
#endif
}很明显，temp，hum，light分别存放当前的温度、湿度和光照，但是被注释掉了。
四、调试过程中无法解决的问题
难题1：WIFI模块无法使用
原本这个系统是通过WIFI来访问并进行控制的，但是我们的WIFI模块出现了问题，现在只能用网线直连的方式控制系统。
我们将手机热点配置为my_accent，密码设为012345678，在rootfs/etc中添加配置文件wpa-spk-tkip.conf
# WPA-PSK/TKIP
ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
network={
ssid="my_accent"
key_mgmt=WPA-PSK
proto=WPA
pairwise=CCMP
group=CCMP
psk="012345678"
}更新文件系统以后重新烧写镜像，配置IP和网关后，执行命令wpa_supplicant -B -i wlan0 -c /etc/wpa-psk-tkip.conf
我们可以看到，wlan网卡依然没有连接到手机热点上。我们暂时没有解决这个问题。
难题2：视频模块无法使用
我们无论直接使用含有项目内容的文件系统，还是自己重新编译mjpeg-streamer都出现了同样的问题。
我们启动开发板后，对mjpeg-streamer进行测试。
运行mjpg_streamer -i "/mjpg/input_uvc.so -y -d /dev/video0" -o "/mjpg/output_http.so -w 192.168.9.111:8080"
系统显示由于设备被占用了，初始化失败。我们没有找到解决的方法。
这些问题目前依然没有找到解决方案
五、心得体会
我们小组成员之前都没有嵌入式开发的经验，这次课程设计——“远程安防监控系统”对我们来说是一次挑战吧。虽然已经有现成的源码和成熟的文档，我们真正操作的时候还是遇到了许多问题，才真正体会到什么是“纸上得来终觉浅”。
我们在这次课程设计中收获很多，我们惊讶地发现，之前的linux操作经验对我们进行嵌入式开发有很大的帮助，串口通讯之后，文件的操作与查看，网络状态的查看，进程的查看与kill，都如出一辙，不得不感叹linux的伟大，在linux知识上的投资收益真棒。
C语言的可移植性还是不错的，很多源码进行较差编译的时候，只需要把原来的编译器"CC=gcc"改为"CC=arm-none-linux-gnueabi-gcc"就可以，有时甚至不用改变C语言代码就能正常make。
嵌入式开发还是很有意思的，我们通过这次课程设计慢慢摸到了点门道。
六、参考资料
- Win10怎么禁用驱动程序强制签名
- /dev/tty /dev/ttyS0 /dev/tty0区别
- 《远程安防监控系统项目文档》华清远见教育集团研发中心