或配置文件则放在ＪＦＦＳ２文件系统中。

。

４．３硬件驱动程序的设计

Ｌｉｎｕｘ系统内，对硬件设备的管理是通过使用设备驱动

方式实现的【引。操作系统必须向设备提供操作指令，还需要

处理来自设备的中断请求。为此，Ｌｉｎｕｘ通过设备驱动程序

为应用程序提供了统一抽象的接口，从而隐藏了大量不同设

备之间的区别和细节。

本文编写的驱动程序全部为字符型设备，图４概括了

Ｌｉｎｕｘ下字符型设备的编程模型，包括以下几个方面：

（１）调用入口函数ｉｎｉｔ＿ｍｏｄｕｌｅ０。主要用于完成设备的初

始化、申请内存资源和卸载时资源的释放。

（２）通过系统调用部分完成对设备的操作过程。例如通过

ｏｐｅｎ，ｒｅｌｅａｓｅ，ｒｅａｄ，ｗｒｉｔｅ，ｉｏｃｔｌ及ｒｅｌｅａｓｅ等函数就可以完成应

用系统需要的功能，驱动程序的大部分代码在这里实现。

（３）如果设备与系统之间以中断方式进行数据交换的话，

设备驱动程序通过调用ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｉｒｑ函数来申请中断，通过

ｆｒｅｅ—ｉｒｑ来释放中断，并实现中断服务函数。

（４）其他基本内核函数，如内存读写函数、物理与虚拟内

存映射函数，等待队列函数等也是经常使用的。

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内存读写函数

ｗｒｉｔｅ，ｉｏｃｔｌ及ｒｅｌｅａｓｅ

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物理和虚拟地址映Ｉ

处理中断

射函数

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等待队列函数

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中断处理函数

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圈４

Ｌｉｎｕｘ设鲁驱动信程模基

本文设计的驱动包括音频驱动、串口驱动、ＣＡＮ驱动、

ＬＣＤ驱动。这些驱动程序负责接收硬件的中断，并向上层应

用程序提供ＡＰＩ接口。驱动程序模块可以在系统上电后加载，

也可以经编译后作为系统内核的一部分存在。

５・ＡＴ９１ＲＭ９２００微控制器在电梯控制中的应甩

智能电梯控制系统包括电梯轿厢控制器、内选操纵盘、

指纹识别模块３部分，轿厢控制器的作用是语音报站、液晶

屏显示、对指纹识别模块传来的验证信息进行控制、并接入

电梯内部ＣＡＮ网络；内选操纵盘用于按键扫描、楼层信息显

示、点亮指示灯，直接受主控制器的支配；指纹识别模块用

于验证乘客的指纹信息，并把验证信息传给轿厢控制器。

３个模块之间通过串口连接，系统的总体结构如图５所示。

圈５轿厢控■系统

电梯轿厢控制器软件设计应满足以下几点设计目标：

（１）根据串口０传输的电梯楼层信号，进行语音报站；

（２）液晶屏显示人机交互信息，还可以显示小区信息、广

告信息等，提供人性化的服务；

（３）保存有指纹认证人员的资料库，以便根据人员权限选

择相对应的楼层；

（４）串ＩＺｉｌ与指纹识别模块进行通信完成指纹验证；

（５）制定合理、完善、意义明确的串口通信协议，包括站

号、消息帧标志位、头尾校验、和校验；

（６）通过ＣＡＮ总线将电梯状态数据发到现场总线上；

（７）程序采用模块化设计，使其便于维护和升级。

根据实现的功能进行任务划分，整个控制器的应用程序

包括５个线程，这５个线程分别通过系统调用来读写底层硬

件，并结合在一起实现整套业务功能，软件整体框图如图６。

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系统调用

圈６应用软件的整体框圈

应用程序的５个线程如下：

（１）ｍａｉｎ—ｔｈｒｅａｄ是整个程序的核心线程，其他线程的状态

变化都由它来控制。它的功能包括：根据语音数据存储区保

存的电梯数据进行语音报站；根据指纹数据存储区的验证信

息确定被验证乘客前往的楼层；实时更新电梯状态存储区的

数据ｏ

（２）ｕｓ０一ｔｈｒｅａｄ完成与内选操纵盘控制器的通信。串口０

接收到数据后，先进行头尾校验、和校验，然后根据帧头定

义，将不同的信息存储在不同的共享数据缓冲区中。

（３）ｕｓｌ—ｔｈｒｅａｄ完成与指纹模块控制器的通信，包括向指

纹模块发送验证信息，返回指纹验证信息，将信息存储在人

员ＩＤ库。

（４）ｌｅｄ＿ｔｈｒｅａｄ动态显示图片、文字、信息，可以根据用

户的需求定制信息。

（５）ｃａｎ—ｔｈｒｅａｄ将电梯状态存储区的数据以ＣＡＮ帧的方式

发送到现场总线上。

基于Ｌｉｎｕｘ多线程技术编写的ＡＲＭ轿厢控制器的应用

程序，实现基于现场总线ＣＡＮ网络的电梯轿厢控制系统，它

除了具备呼梯采集、楼层显示等基本功能外，还提供了智能

化服务，如语音报站、液晶显示、指纹识别等功能。

６结束语

采用ＡＲＭ＋Ｌｉｎｕｘ方案具有如下优点：成熟的ＡＲＭ技术

具有高性能、高集成度、低功耗、低成本、低开发难度等优

点，此外，选用的ＡＴ９１ＲＭ９２００芯片提供了丰富的接口，非

常适合系统的需求。选用的Ｌｉｎｕｘ操作系统，是开放源代码

（下转第２４６页）

一２４３—

万方数据