基于ARM和GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)
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3．2．1 顯示界面模塊
界面顯示模塊：界面顯示由兩部分組成。一是實(shí)時(shí)顯示各模塊的采集數(shù)據(jù)及一定時(shí)間以內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)；二是顯示GPRS模塊設(shè)置界面，通過(guò)這個(gè)界面設(shè)置串口參數(shù)、設(shè)置數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔、設(shè)置主機(jī)IP地址及端口號(hào)、發(fā)送AT指令、回顯模塊返回信息等。編寫界面設(shè)計(jì)文件mainwindow．h和mainwindow．cpp，其中串口參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)連接和GPRS數(shù)據(jù)傳輸封裝成相應(yīng)的子函數(shù)，利用Qt的信號(hào)槽機(jī)制，當(dāng)捕捉到
相應(yīng)的信號(hào)便執(zhí)行對(duì)應(yīng)的函數(shù)。通過(guò)繼承Qt中的QThread線程類來(lái)完成GPRS數(shù)據(jù)讀取模塊和SPI模塊的功能。SPI模塊接收底層數(shù)據(jù)采集模塊的各種數(shù)據(jù)，顯示到界面并編碼通過(guò)GPRS通道傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，GPRS返回的一些重要信息業(yè)需顯示到LCD界面上。
3．2．2 GPRS網(wǎng)絡(luò)連接任務(wù)
GPRS網(wǎng)絡(luò)連接任務(wù)主要完成通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)建立與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路的過(guò)程。啟動(dòng)GTM900C后，首先，需對(duì)PPP連接所使用的物理串口進(jìn)行初始化，包括確定用于PPP連接的串行端口號(hào)以及通信波特率。然后，直接使用AT指令，撥號(hào)到中國(guó)移動(dòng)的GPRS節(jié)點(diǎn)服務(wù)器(GGSN)。使用以下幾條燈指令使GTM900C進(jìn)入數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)：
“AT+CGATY?”用于查詢GTM900C是否已附著在中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，GTM900C將返回當(dāng)前狀態(tài)；
“AT+CGATT=1”用于設(shè)置GTM900C附著于中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，操作成功GTM900C將返回OK；
“A1，+CGDCONT=1，“IP”“CMNET””用于設(shè)置中國(guó)移動(dòng)的GPRS節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的名稱和屬性，操作成功則返回OK；
“AT％ETCPIP”用于實(shí)現(xiàn)PDP激活和TCP／IP的初始化，使模塊進(jìn)入TCP／IP功能，操作成功返回OK；
“AT％IOMODE=0．2，0”設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸模式，操作成功返回OK；
“AT％IPOPEN=1，“TCP”，“115．24．116．19”，5000..1026”打開一條TCP／IP鏈接，選擇TCP傳輸，115．24．116．19為上位機(jī)IP地址，5000為上位機(jī)接受程序端口號(hào)，成功與上位機(jī)連接返回CONNECT。另外模塊還具有數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ?，?shù)據(jù)透明傳輸功能將實(shí)現(xiàn)TCP／IP上直接數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ降腁T指令是：“AT％TPS=1，1，3000，1024”，進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ胶竽K將不會(huì)相應(yīng)其它AT指令，直接通過(guò)串口寫入數(shù)據(jù)便可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。以上使模塊附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程封裝在gprsConnect()函數(shù)中。
PPP配置、認(rèn)證通過(guò)以后，即應(yīng)用程序就已經(jīng)通過(guò)GTM900C成功進(jìn)入了Internet網(wǎng)絡(luò)。最后，通過(guò)變量GPRSOK=1指示GPRS撥號(hào)成功并建立數(shù)傳狀態(tài)。在run()程序中隔一段時(shí)間判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，若網(wǎng)絡(luò)斷開則變量GPRSOK=0，并調(diào)用gprsConnect()函數(shù)開始撥號(hào)任務(wù)重新建立數(shù)傳鏈路。
3．2．3 SPI數(shù)據(jù)通信模塊
SPI通信程序包括兩部分，一是用于數(shù)據(jù)采集的單片機(jī)這邊需要通過(guò)SPI發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，接收控制指令，二是ARM主控制器需要讀取數(shù)據(jù)，發(fā)送控制指令。數(shù)據(jù)采集模塊使用是帶有SPI接口的C8051f020單片機(jī)，SPI的數(shù)據(jù)寄存器是SHODAT。單片機(jī)和主控制器的SPI通信參數(shù)設(shè)置要一致。
在主設(shè)備ARM這邊，SPI驅(qū)動(dòng)已經(jīng)配置好，直接使用read()，write()等函數(shù)便可進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取與接收。在單片機(jī)這邊采用中斷的方式進(jìn)行SPI數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。對(duì)于從設(shè)備C8051f021單片機(jī)來(lái)說(shuō)，只有將片選線線接低電平才會(huì)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，可利用這一點(diǎn)進(jìn)行多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，拉低一次便傳輸一個(gè)字節(jié)，這可用作與主設(shè)備之間的同步信號(hào)。主設(shè)備選一根I／O口線作為片選線，將其拉低，執(zhí)行一次SPI讀操作，再拉高，延時(shí)一定時(shí)間，這時(shí)從設(shè)備退出從模式，重新往SPIODAT里寫新數(shù)據(jù)及其他一些處理，主設(shè)備再將片選線拉低，執(zhí)行一次SPI讀操作。這樣便可進(jìn)行多字節(jié)傳輸了。SPI主從設(shè)備通信流程圖如圖6所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149578.htm
3．3 終端性能測(cè)試
將編譯好的界面應(yīng)用程序下載到終端處理器中并運(yùn)行，主線程為顯示界面，隨時(shí)可與用戶進(jìn)行信息，兩個(gè)子線程為讀SPI總線線程和串口讀寫線程，這3個(gè)線程同時(shí)并行運(yùn)行。其中GPRS傳輸部分的界面如圖7所示，通過(guò)這個(gè)顯示界面設(shè)置串口、上位機(jī)IP地址、TCP端口和數(shù)據(jù)定時(shí)發(fā)送的時(shí)間間隔，發(fā)送文本框會(huì)顯示SPI總線讀取的數(shù)據(jù)值，接收文本框回顯GPRS模塊返回的信息。上位機(jī)用自己的PC機(jī)，通過(guò)軟件soeket tool監(jiān)聽終端發(fā)送給上位機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)證明終端界面應(yīng)用程序工作良好，數(shù)據(jù)傳輸也很準(zhǔn)確。
4 結(jié)論
系統(tǒng)的上位機(jī)接受界面可用VB編寫，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)，方便分析、處理監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，這部分程序正在完善中。監(jiān)測(cè)終端的數(shù)據(jù)采集部分采用模塊化設(shè)計(jì)，可以靈活增減，終端軟件可以根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)用戶自行設(shè)計(jì)計(jì)算公式處理數(shù)據(jù)，把終端設(shè)置好，在上位機(jī)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)便可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)。該檢測(cè)終端結(jié)構(gòu)靈活，實(shí)時(shí)性好，適用范圍廣，具有廣泛的應(yīng)用前景。
評(píng)論