基于ARM和GPRS的遠程監(jiān)測終端設(shè)計
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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。一是實時顯示各模塊的采集數(shù)據(jù)及一定時間以內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)；二是顯示GPRS模塊設(shè)置界面，通過這個界面設(shè)置串口參數(shù)、設(shè)置數(shù)據(jù)采集時間間隔、設(shè)置主機IP地址及端口號、發(fā)送AT指令、回顯模塊返回信息等。編寫界面設(shè)計文件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的信號槽機制，當(dāng)捕捉到
相應(yīng)的信號便執(zhí)行對應(yīng)的函數(shù)。通過繼承Qt中的QThread線程類來完成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GPRS通道傳輸?shù)缴衔粰C，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GPRS網(wǎng)絡(luò)建立與上位機的數(shù)據(jù)傳輸鏈路的過程。啟動GTM900C后，首先，需對PPP連接所使用的物理串口進行初始化，包括確定用于PPP連接的串行端口號以及通信波特率。然后，直接使用AT指令，撥號到中國移動的GPRS節(jié)點服務(wù)器(GGSN)。使用以下幾條燈指令使GTM900C進入數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)：
“AT+CGATY?”用于查詢GTM900C是否已附著在中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，GTM900C將返回當(dāng)前狀態(tài)；
“AT+CGATT=1”用于設(shè)置GTM900C附著于中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，操作成功GTM900C將返回OK；
“A1，+CGDCONT=1，“IP”“CMNET””用于設(shè)置中國移動的GPRS節(jié)點服務(wù)器的名稱和屬性，操作成功則返回OK；
“AT％ETCPIP”用于實現(xiàn)PDP激活和TCP／IP的初始化，使模塊進入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IP地址，5000為上位機接受程序端口號，成功與上位機連接返回CONNECT。另外模塊還具有數(shù)據(jù)透傳功能，數(shù)據(jù)透明傳輸功能將實現(xiàn)TCP／IP上直接數(shù)據(jù)傳輸，進入透傳模式的AT指令是：“AT％TPS=1，1，3000，1024”，進入透傳模式后模塊將不會相應(yīng)其它AT指令，直接通過串口寫入數(shù)據(jù)便可實現(xiàn)與上位機之間的數(shù)據(jù)傳輸。以上使模塊附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)的過程封裝在gprsConnect()函數(shù)中。
PPP配置、認證通過以后，即應(yīng)用程序就已經(jīng)通過GTM900C成功進入了Internet網(wǎng)絡(luò)。最后，通過變量GPRSOK=1指示GPRS撥號成功并建立數(shù)傳狀態(tài)。在run()程序中隔一段時間判斷當(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)采集的單片機這邊需要通過SPI發(fā)送現(xiàn)場數(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，SPI的數(shù)據(jù)寄存器是SHODAT。單片機和主控制器的SPI通信參數(shù)設(shè)置要一致。
在主設(shè)備ARM這邊，SPI驅(qū)動已經(jīng)配置好，直接使用read()，write()等函數(shù)便可進行數(shù)據(jù)的讀取與接收。在單片機這邊采用中斷的方式進行SPI數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。對于從設(shè)備C8051f021單片機來說，只有將片選線線接低電平才會啟動數(shù)據(jù)傳輸，可利用這一點進行多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，拉低一次便傳輸一個字節(jié)，這可用作與主設(shè)備之間的同步信號。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，延時一定時間，這時從設(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 終端性能測試
將編譯好的界面應(yīng)用程序下載到終端處理器中并運行，主線程為顯示界面，隨時可與用戶進行信息，兩個子線程為讀SPI總線線程和串口讀寫線程，這3個線程同時并行運行。其中GPRS傳輸部分的界面如圖7所示，通過這個顯示界面設(shè)置串口、上位機IP地址、TCP端口和數(shù)據(jù)定時發(fā)送的時間間隔，發(fā)送文本框會顯示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。上位機用自己的PC機，通過軟件soeket tool監(jiān)聽終端發(fā)送給上位機數(shù)據(jù)，實驗證明終端界面應(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)的上位機接受界面可用VB編寫，并建立數(shù)據(jù)庫，方便分析、處理監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，這部分程序正在完善中。監(jiān)測終端的數(shù)據(jù)采集部分采用模塊化設(shè)計，可以靈活增減，終端軟件可以根據(jù)不同現(xiàn)場用戶自行設(shè)計計算公式處理數(shù)據(jù)，把終端設(shè)置好，在上位機通過GPRS網(wǎng)絡(luò)便可實時監(jiān)測現(xiàn)場。該檢測終端結(jié)構(gòu)靈活，實時性好，適用范圍廣，具有廣泛的應(yīng)用前景。
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