基于GPRS的嵌入式系統(tǒng)遠程監(jiān)控和升級
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為實現(xiàn)遠程監(jiān)測和升級野外作業(yè)嵌入式系統(tǒng)，本文提出一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)、以電子郵件為載體的嵌入式系統(tǒng)遠程監(jiān)控和升級方案，達到遠程修改系統(tǒng)參數(shù)、索取系統(tǒng)自檢報告、索取指定數(shù)據(jù)文件和升級系統(tǒng)主控程序等目的，實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的遠程監(jiān)控與升級。
與目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)遠程監(jiān)控和升級的途徑相比，這種以電子郵件為載體、系統(tǒng)定時收發(fā)郵件的方法，實現(xiàn)了系統(tǒng)的多功能性與靈活性，同時較好地滿足了野外作業(yè)嵌入式系統(tǒng)低功耗的要求。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及遠程監(jiān)控與升級
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
嵌入式系統(tǒng)中的控制部分由ARM芯片(采用基于三星S3C2440-30的ARM9)和DSP芯片(采用TI公司的TMS320VC5509)[1]組成。ARM和GPRS Modem模塊通過RS232串口進行連接，系統(tǒng)通過ARM利用GPRS Modem模塊上網(wǎng)并訪問網(wǎng)絡(luò)郵箱，從而進行相應(yīng)的操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。DSP作為主控單元完成數(shù)據(jù)采集和處理，ARM則負責(zé)數(shù)據(jù)后期處理和網(wǎng)絡(luò)訪問。
ARM是DSP的從設(shè)備,兩者通過串口通信。其中，DSP端是多通道緩沖同步串行端口McBSP[2],而ARM端則是異步串口UART。為了在不增加外部復(fù)雜硬件的條件下實現(xiàn)兩者通信，必須統(tǒng)一兩端傳輸數(shù)據(jù)的格式[3]。
遠程監(jiān)控與升級過程中，為保證DSP和ARM之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c穩(wěn)定性，系統(tǒng)采用CRC8校驗的數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)送每組數(shù)據(jù)時都附帶發(fā)送此組數(shù)據(jù)的CRC校驗碼,數(shù)據(jù)接收端收到數(shù)據(jù)后重新計算數(shù)據(jù)的CRC校驗碼,對兩端得到的CRC校驗碼相比較，相等則請求發(fā)送端發(fā)送下一組數(shù)據(jù)，不相等則請求重發(fā)本組數(shù)據(jù)。
1.2 系統(tǒng)遠程監(jiān)控和升級的總體流程
系統(tǒng)遠程監(jiān)控和升級的示意圖及整體工作流程分別如圖2、圖3所示。系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和升級時，首先登錄指定郵箱，分析后獲取命令列表并記錄各命令郵件的內(nèi)容，然后對命令列表中的每1個命令進行分析，完成相應(yīng)的任務(wù)，包括：修改系統(tǒng)參數(shù)、發(fā)送系統(tǒng)自檢報告、發(fā)送指定數(shù)據(jù)文件和升級DSP程序。任務(wù)完成后系統(tǒng)自動返回報告郵件，告知本次操作的情況。整個系統(tǒng)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)，以電子郵件為載體，通過系統(tǒng)對郵件的讀取和發(fā)送，達到遠程監(jiān)控和升級系統(tǒng)的目的。
2 系統(tǒng)的遠程監(jiān)控
系統(tǒng)的遠程監(jiān)控，是通過對系統(tǒng)中裝有嵌入式操作系統(tǒng)WinCE[4]的ARM進行網(wǎng)絡(luò)編程[5],基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)其對電子郵件的讀取與發(fā)送，其中涉及到了最常用的電子郵件收件協(xié)議POP3(Post Office Protocol 3)和發(fā)件協(xié)議SMTP[6](Simple Mail Transfer Protocol)。
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