Eclipse en tu PC, para que luego ejecute un programa en la beaglebone si, es posible. Con el compilador correcto para ARM y las librerias te creas un ejecutable y listo.
Tu mayor problema es que siempre estas tratando de querer hacer las cosas de la manera mas facil y terminas enterrando mas la pierna en arenas movedizas.
No quisiste aprender a utilizar un microcontrolador programado en C, en especial por no saber programar en C. Y por tu amor a MATLAB.
Y ahora te encontras no solo enfrentandote a programar en C, sino que tenes todo un sistema operativo "especial" por detras que tenes que conocer. Que ciertamente te ofrece una capa de abstraccion, pero que va a ser mas complejo creo yo que lo que hubiera sido con un microcontrolador solo.
Respecto a como leer los sensores y como convertirlos.
Comenza por :
- Instalarle un sistema operativo a la beaglebone , no vale la pena hacerlo a mano con lo que tenes.
- Buscar como manejar los I/O de la beaglebone.
- Leer el datasheet de todos los sensores y aprender como se comunican, podes ayudarte con librerias hechas sobre estos, recalco AYUDARTE y no copiar sin saber que hace.
- Una ves que tengas todo conectado, comenzar a trabajar sobre el codigo tuyo y que queres que haga.
http://beaglebone.cameon.net/home/i2c-devices