本文將以開源路由系統(tǒng)中最普及的 OpenWrt系統(tǒng)為例，以一個(gè)自動(dòng)打鈴器項(xiàng)目為例，詳細(xì)探討其作為嵌入式平臺(tái)二次開發(fā)的潛力。

基本原理

以DB120-WG路由器作為嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)，在其上安裝基于Linux的開源OpenWrt路由器系統(tǒng)，配置搭建WEB管理平臺(tái)，利用路由器的USB接口掛載聲卡和移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，當(dāng)編寫軟件實(shí)現(xiàn)定期校驗(yàn)時(shí)，準(zhǔn)時(shí)驅(qū)動(dòng)聲卡發(fā)出鈴聲。其原理圖如下圖所示。

硬件平臺(tái)

自動(dòng)打鈴器的硬件主要由三大部件組成：

①大亞科技公司的DB120-WG無線路由器，用作控制平臺(tái)。

②USB聲卡，用于音頻輸出。

③U盤，用于存儲(chǔ)鈴聲音樂。厚度僅為4mm，因DB120-WG的兩個(gè)USB接口垂直間距很小，使用普通U盤會(huì)導(dǎo)致無法同時(shí)插入U(xiǎn)盤和聲卡，故特意使用此超薄型U盤。

本項(xiàng)目基于Linux的開源路由軟件OpenWrt（back－fire10.0.3），在其上安裝lighttpd＋php＋mysql、NTP客戶端和lighttpd+phd+mysql、NTP客戶端和MP3播放器madplay。

軟件平臺(tái)結(jié)構(gòu)

基本功能如下：

①使用NTP客戶端定期與網(wǎng)絡(luò)上的NTP服務(wù)器同步，保持精確時(shí)鐘。

②使用php編寫動(dòng)態(tài)頁(yè)面，完成上傳MP3文件并存于U盤，管理播放列表等。這也是本項(xiàng)目軟件開發(fā)的主要內(nèi)容。

③后臺(tái)程序按預(yù)定時(shí)間調(diào)用播放器播放MP3文件，輸出鈴聲音頻信號(hào)。

在Vmware虛擬機(jī)中部署ｘ86版OpenWrt

PC開發(fā)環(huán)境的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

本項(xiàng)目使用php語(yǔ)言可跨平臺(tái)運(yùn)行，OpenWrt本身跨平臺(tái)具有ｘ86版本，因此可在PC虛擬機(jī)中直接開發(fā)程序，然后移植到路由器中運(yùn)行，極大地提高了開發(fā)效率。使用鏡像文件在虛擬機(jī)中安裝OpenWrt，需從OpenWrt

官網(wǎng)下載OpenWrt－ｘ86－generic－combined－ext2.img.gz文件，再?gòu)膅z文件中解壓出img文件，然后ltraiso將其轉(zhuǎn)換為iso文件，以便在Vmware虛擬光驅(qū)中加載使用。接下來的安裝與其他Linux發(fā)行版本類似。

建立本地opkg源

OpenWrt未使用yum、rpm等流行的軟件包管理系統(tǒng)，而是采用輕量級(jí)的包管理系統(tǒng)opkg。安裝軟件時(shí)需連接互聯(lián)網(wǎng)軟件源下載安裝。建立本地源，可加快軟件安裝速度，減少重復(fù)下載。

建立運(yùn)行環(huán)境

安裝lighttpdWEB服務(wù)器。使用opkg安裝lighttpd軟件包，然后配置相關(guān)參數(shù)。由于OpenWrt默認(rèn)安裝ht-tptd服務(wù)器運(yùn)行管理界面，為避免與其占用的80端口相沖突，配置lighttpdWEB端口為其他端口，如81。

安裝php解析器。

安裝Samba3，將WEB主目錄作為共享目錄發(fā)布，在Windows中將該目錄映射為網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器。這樣可直接在WEB主目錄中新建項(xiàng)目，和本地PC虛擬機(jī)上開發(fā)完全一樣，相比通常以交叉編譯為主的嵌入式開發(fā)方式，極為便利。Samba3軟件包安裝完成后為解決中文亂碼問題，需將字符集由默認(rèn)的ISO-8859-1設(shè)定為utf8。

自動(dòng)打鈴器軟件開發(fā)

數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新建名為songdb的數(shù)據(jù)庫(kù)可供自動(dòng)打鈴器軟件使用，用于存放曲目數(shù)據(jù)和播放時(shí)間等數(shù)據(jù)。songdb數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)表和一個(gè)視圖。

表tbpl用于存放響鈴（播放項(xiàng)目）數(shù)據(jù)，主要字段有響鈴名稱、響鈴開始時(shí)間、響鈴持續(xù)時(shí)間、播放曲目ID等。表tbsong用來存放曲目數(shù)據(jù)，主要字段有曲目名稱、文件大小等。視圖vpl是用IDsong鍵把表tbpl左連接到表tbsong構(gòu)成的，以方便查詢操作。

phpWEB界面設(shè)計(jì)

WEB界面分4大功能模塊，即公用模塊、曲目管理、播放列表管理和系統(tǒng)配置。軟件功能模塊框圖如下所示。

軟件功能模塊框圖

向DB120-WG部署程序

軟件開發(fā)完畢后，需向DB120-WG路由器部署程序。

OpenWrt刷機(jī)

通過WEB界面刷機(jī)較便利，適合初學(xué)者，但固件大小不能超過8MB。比較大的特殊固件可使用TTL串口刷機(jī)。

WinSCP的安裝

OpenWrt默認(rèn)安裝有SSH和SFTP服務(wù)。為便于向路由器輸入指令和上傳文件，安裝WinSCP軟件。Win－SCP是一個(gè)Windows環(huán)境下使用SSH的開源圖形化

SFTP客戶端，同時(shí)支持SCP協(xié)議。基于putty、filezila、openssl等開源軟件，它的主要功能就是在本地與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)間安全的復(fù)制文件。

代碼上傳和修正

使用WinSCP新建WEB主目錄，上傳自動(dòng)打鈴器

WEB界面的php代碼文件，并針對(duì)虛擬機(jī)環(huán)境和真實(shí)路由器目錄結(jié)構(gòu)的差異作適當(dāng)修改。

數(shù)據(jù)庫(kù)的移植

先導(dǎo)出虛擬機(jī)中的數(shù)據(jù)庫(kù)，在命令行下利用mysql－dump工具，可把數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出。代碼如下：

mysqlump-uroot-psongdb＞songdb．sql

然后在路由器中導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，在遠(yuǎn)程登錄路由器后，在命令行下啟動(dòng)mysql，在sql命令行下輸入導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)的命令：

＞creatdatabasesongdb；

＞usesongdb；

＞sourcesongdb.sql

至此，RouterRing項(xiàng)目已能在路由器上正確運(yùn)行。在實(shí)際使用中，無論用戶是通過有線還是無線方式接入網(wǎng)絡(luò)，也不管是在內(nèi)網(wǎng)或是外網(wǎng)，只要能與路由器所在的網(wǎng)絡(luò)通信，就能通過WEB界面方便地進(jìn)行控制。用戶可以在校園網(wǎng)內(nèi)任意辦公室控制放置于播音室的路由器。上

傳MP3曲目，設(shè)置好特定的響鈴時(shí)間，路由器就能準(zhǔn)時(shí)響鈴。即使發(fā)生斷電等意外情況，因?yàn)镸P3和配置文件都存放于U盤，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。待恢復(fù)供電后，系統(tǒng)重新讀出配置文件，NTP客戶端也會(huì)重新與服務(wù)器同步，獲取當(dāng)前準(zhǔn)確時(shí)間，因此意外斷電不會(huì)影響系統(tǒng)正常工作。