基于OpenWrt的物联网服务器设计

本文提出了一种基于OpenWrt操作系统的智能服务器，它可用于厨房电器的无线互联和智能化改造。通过利用本智能厨电服务器，实现了对微波炉的智能化改造，并将智能手机通过WiFi网络连接到服务器成功对微波炉进行了远程控制。

本设计可以作为智能厨电的基础物联网平台，可以对该平台进行合理的扩展，使智能家居成为可能。

OpenWrt的编译

OpenWrt是基于Linux系统，为编译OpenWrt需要搭建Linux平台。利用VMwareWorkstation装载Ubuntu14.04虚拟机搭建Linux编译环境。Ubuntu14.04系统安装完成，连接上网络，以非root用户登录，打开“应用程序—附件—终端”，在终端下利用sudoapt－getinstall命令语句，加载如下的软件包：gccg++binutilspatchbzip2flexbisonmakeautoconfgettexttexinfounzipsharutilssubversionlibncurses5－devzlib1g－dev，利用sudoapt－getupdate命令语句更新以上软件包。获取OpenWrt源代码和安装包。在终端中输入命令语句svncheckoutsvn：//svn.openwrt.org/openwrt/trunk，将会在OpenWrt代码托管网站上下载OpenWrt最新工程文件。

feeds是OpenWrt环境所需要的软件包套件。通过feeds.conf.default文件检查需要包含在环境中的软件包。下载所需要的软件包，使用［openwrt@localhosttrunk］$./scripts/feedsupdate－a./scripts/feedsinstall－a更新feeds的配置文件，添加新的软件包用于生成系统。使用交叉编译，生成的SDK以及image等文件的类型取决于开发环境、应用硬件及源码版本。这需要对开发环境进行了解，才能进行正确的配置。使用makedefconfigmakeprereqmakemenuconfig进入配置界面（menu-config），如下图所示。

OpenWrt编译配置界面

在TargetSystem和TargetProfile下选择合适的目标即可。本文设计选择TP－LINKTL－WＲ703N作为目标。选择BuildtheOpenWrtImageBuilder和BuildtheOpenWrtSDK即可在编译中产生相关二进制和SDK文件。

保存好选项，退出配置界面返回终端，利用［openwrt@localhosttrunk］$makepackage/cups/compileV=99语句进行OpenWrt的编译。编译过程中会自动从OpenWrt源码托管网站下载相关的系统文件。等待编译结束后，产生相应的Image和SDK文件。在SDK中添加自己的packages进行智能服务器系统开发。

对于新建的package，可以作为一个可选软件包，利用SDK环境来单独编译，编译生成一个ipk的文件包，最后在OpenWrt系统下安装即可。

在本文设计中利用了socket接口通信协议和ser2net服务。实现方法如下：

com_init（）;//端口初始化

//设置一个socket地址结构

structsockaddr_inserver_addr;

bzero（＆server_addr，sizeof（server_addr））;

server_addr.sin_family=AF_INET;//服务器IP

server_addr.sin_addr.s_addr=htons（INADDＲ_ANY）;

server_addr.sin_port=htons（SEＲVEＲ_POＲT）;//控制端口//数据发送

voidsend_cmd（unsignedcharcmd）{

intlen;

intn=0;

charwrite_buf［50］;

n=0;

len=3;

bzero（write_buf，sizeof（write_buf））;

write_buf［0］=0xfe;

write_buf［1］=0x00;

write_buf［2］=cmd;

n=write（fd，write_buf，len）;

printf（“writedchars\n”，n）;

}

本文采用的服务器IP为192.168.1.1，端口为2001。

编写的makefile文件如下：

#buildopenwrt－serverexecutablewhenuserex-

ecutes“make”

openwrt－server：openwrt－server.o

$（CC）$（LDFLAGS）openwrt－server.o－o

openwrt－server

openwrt － server. o： openwrt － server. c

$ （ CC） $ （ CFLAGS） － c openwrt － server. c

# remove object files and executable when user executes “ make clean”

clean：

rm * .o openwrt － server

执行 make 生成 openwrt － server. ipk 文件，将文件 上 传 到 路 由 器。利 用 opkg install 安 装 ser2net. ipk 和 openwrt － server. ipk。

至此，OpenWrt 智能服务器系统编译完成。

TP － Link Wr70n改造

本设计选择 TP － Link Wr70n 作为中继服务器，负责智能手机与厨房电器之间的通信。TP － Link Wr703n 是一款基于 AＲM 构架的无线路由器。本文利用 TP － Link Wr703n 的串口与厨房电器进行通信，该款路由器默认未将串口引出。对 TP － Link Wr703n 的改造，让 OpenWrt 系统成功与其适配也是该设计的重点。Wr703n 路由器的版图如下图所示。

Wr703n 电路版图

图中 A 部分是 Wr703n 的控制 AＲ9331 的位置， B 部分是 Flash 所在位置。通过对 Wr703n 的电路改造引出 TTL 串口。

取下原有的 4 MB Flash 芯片，将芯片更换为Hynix HY27UF084G2B 64 MB Flash 芯片。通过原理图找到 Wr703n 处理器的串口引脚，利用跳线引出串口到 USB 接口上，路由器改造完成。