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1、第21卷第7期农业工程学报Vol.21No.72005年7月TransactionsoftheCSAEJuly2005103嵌入式USB主机接口在温室环境监控中的应用研究王成,乔晓军,王纪华,辛本胜(国家农业信息化工程技术研究中心,北京100089)摘要:为了满足温室环境监控中大量信息存储的需要,研究了基于嵌入式USB主机接口的数据存储技术。该技术以51系列单片机为核心器件,嵌入了主/从双工作模式USB接口芯片SL811HS,并根据USB1.1协议和U盘文件系统格式,编制了USB接口驱动程序和数据存储应用程序。把
2、该技术集成到自主开发的温室环境监控系统中进行了应用,实现了对目前市面上通用的64M、128M容量U盘的读写操作,解决了海量数据的存储问题。如果对驱动程序和应用程序做适当的修改,还可通过USB主机接口实现对USB接口打印机、USB接口扫描仪等外设的控制。结果表明,该数据存储方案具有成本低、通用性强、可扩展性强、可靠性高等特点,可方便地集成到各种监控系统中,从而满足用户的不同需要。关键词:USB主机接口;单片机;驱动程序;USB读写操作;温室中图分类号:TP334.7;TN409文献标识码:A文章编号:1002-68
3、19(2005)07-0103-04王成,乔晓军,王纪华,等.嵌入式USB主机接口在温室环境监控中的应用研究[J].农业工程学报,2005,21(7):103-106.WangCheng,QiaoXiaojun,WangJihua,etal.EmbeddedUSBhostcomputerinterfaceappliedinthegreenhouseenvironmentmonitoringandcontrollingsystem[J].TransactionsoftheCSAE,2005,21(7):103-10
4、6.(inChinesewithEnglishabstract)[8]控制,为植物生长发育创造良好的条件。随着温室面0引言积的迅速增加和栽培管理技术的发展,对温室信息的监USB(通用串行总线),是近几年逐步在PC领域广测指标及数据采样间隔等有了更多的需求,尤其对于科为应用的新型接口技术,具有通用性好、实时性强、成本研型温室和一些生产型温室,需要采集大量的数据,采低、支持即插即用、易于扩展且便于使用等特点,各种类集到的数据量越来越大。而传统的采用普通存储器件的型的USB设备产品大量涌入市场,已被广泛地用在PC温室环
5、境监测控制系统难以满足海量数据的存储要求。机及嵌入式系统上,现在的USB生产厂商很多,几乎所为了解决上述问题,本文结合已有USB技术,采用[1-4]有的硬件厂商都有USB的产品。51系列单片机W78E54和USB接口芯片SL811HS,设USB的拓扑结构中居于核心地位的是Host(主计了USB主机接口,通过对USB外设U盘的读写控机),任何一次USB的数据传输都必须由主机来发起和制,实现了以单片机为核心的温室环境监测控制系统的控制,所有的USB外设(从机)都只能和主机建立连接,海量数据存储,并集成在自主开发的温室
6、环境监控系统任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而中,有效的解决了温室信息采集中海量数据的存储问目前,大量的扮演主机角色的是个人电脑PC,因此,目题。前所买到和使用的USB移动设备,大都是USB的外设1硬件设计(device),比如U盘、USB的移动硬盘、USB接口的数码相机等等。这些设备只能通过PC来进行相互的数据SL811HS是CYPRESS公司生产的支持全速数据交换,没有了PC,这些设备就无法实现数据交换的功传输的USB控制芯片,提供28脚PLCC和48脚[5-7]能。由于USB自身结构的主从限制
7、和使用目的不TQFP两种封装形式。内含USB主/从控制器,支持全同,目前的研究主要集中在USB从机接口方面,所开发速(full-speed)/低速(low-speed)数据传输,自动识别低的系统可以方便地接入计算机,但无法实现对其它速或全速设备。提供的接口可与微处理器、微控制器、USB外设的操作,不能满足使用通用U盘、USB接口DSPs相连,也可直接与ISA、PCMCIA及其它总线相[9-17]移动硬盘存储大量数据的要求。连,遵从USB1.1标准。SL811HS数据接口和微处理器数据采集是温室环境控制与智能生产管
8、理系统的接口提供8位数据I/O或双向DMA通道,从机操作方重要组成部分,科学合理的控制温室环境,首先要对温式支持DMA数据传输。通过中断支持可以轻松与诸如室环境信息和植物信息进行采集,经过分析决策后实施Motorola、Intel及其它众多类型的标准微处理器或微控制器相连。SL811HS内部有一个256字节的RAM,[18]收稿日期:2004-08-17修订日期:2005
