帶以太網(wǎng)接口的GSM無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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(1)處理器
由于普通的8 bit微處理器速度較低，內(nèi)存小，只能勉強(qiáng)運(yùn)行一些不復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此，總體上不適宜作為系統(tǒng)的微處理器。而ARM7處理器是32 bit處理器，運(yùn)行頻率為40 MHz，內(nèi)存為8 MB，能夠充分保證相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的運(yùn)行以及μC／OSII等嵌入式操作系統(tǒng)的移植，也為以后軟件的升級和維護(hù)帶來極大的方便。同時(shí)，考慮到系統(tǒng)需要大量的存儲(chǔ)器接口和豐富的IO端口(UART／LCD／TSP)資源，因此，本系統(tǒng)選用以ARM7 CPU為控制器，并選取具有豐富接口的開發(fā)板作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
(2)GSM無線模塊
嵌入式系統(tǒng)的GSM通信接口一般采用目前市場上可供二次開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)GSM模塊。這些通信模塊都具備GSM無線通信的全部功能，并提供有標(biāo)準(zhǔn)的UART串行接口，支持GSM07．05所定義的AT命令集指令。因此，MCU能非常方便地通過UART接口與GSM模塊相連接，并直接使用AT命令來方便簡潔地實(shí)現(xiàn)短信息的收發(fā)、查尋和管理功能。
(3)以太網(wǎng)通信模塊
由于本系統(tǒng)需要以太網(wǎng)接口，但在傳輸過程中的數(shù)據(jù)量并不大，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫笠膊桓?，所以，本設(shè)計(jì)選用通用的10 Mb／s帶寬的以太網(wǎng)模塊即可。
(4)輸入／輸出模塊
本系統(tǒng)主要利用LCD和TSP相結(jié)合的方法來為用戶和設(shè)備的交互工作提供良好的顯示和輸入接口。其設(shè)備分辨率為320×240，色彩為256色，畫面尺寸為5．7 in。
2．2 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，包括GSM無線通信中心節(jié)點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)和GSM無線通信終端的程序設(shè)計(jì)。GSM無線通信中心節(jié)點(diǎn)的控制系統(tǒng)軟件可以使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)來實(shí)現(xiàn)，也可以由用戶自己直接編寫控制程序來完成對各任務(wù)的調(diào)度。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，其中主要包括系統(tǒng)的初始化、主程序、數(shù)據(jù)顯示程序、觸摸屏的輸入、定時(shí)信號(hào)采集程序、GSM的通信程序、TCP／IP協(xié)議棧程序等幾部分。各模塊的功能相對獨(dú)立，模塊間的任務(wù)調(diào)度與處理全部可由系統(tǒng)主程序完成。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/153671.htm
由于在現(xiàn)有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，移植好TCP／IP協(xié)議的RTOS基本都需要收費(fèi)，考慮到系統(tǒng)的成本，以及實(shí)時(shí)性、協(xié)議棧、軟件穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾等性能的要求，本系統(tǒng)不使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，而采用C語言從系統(tǒng)底層開始直接編寫控制程序。這樣可以很好地達(dá)到要求。
2．3 開發(fā)系統(tǒng)的選擇
基于系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)選用了EmbestARM開發(fā)系統(tǒng)。Embest ARM開發(fā)系統(tǒng)主要包括Embest IDE集成開發(fā)環(huán)境、Embest JTAG仿真器、Flash編程器、EmbestEduKit-III開發(fā)板等。開發(fā)系統(tǒng)的模型圖如7所示，它可為用戶提供嵌入式系統(tǒng)所需要的整套工具，用戶可以利用該平臺(tái)很方便地設(shè)計(jì)出自己的目標(biāo)系統(tǒng)。
3 基于GSM的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
3．1 系統(tǒng)主程序
本系統(tǒng)的主程序主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)各模塊的控制和任務(wù)調(diào)度。
其主程序流程圖如圖8所示。
3．2 定時(shí)模塊
本系統(tǒng)的定時(shí)模塊主要根據(jù)用戶設(shè)置的定時(shí)時(shí)間來定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)向遠(yuǎn)程監(jiān)測節(jié)點(diǎn)發(fā)送采集數(shù)據(jù)的命令。本系統(tǒng)采用S3C44BOX處理器內(nèi)部集成的RTC模塊的秒中斷實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。程序的設(shè)計(jì)思想是定義一整形變量(16位)來記錄秒中斷的次數(shù)，這樣，其最大定時(shí)時(shí)間可達(dá)到18 h。本系統(tǒng)定時(shí)時(shí)間為每1b采集1次數(shù)據(jù)，所以，該方法能夠滿足系統(tǒng)的定時(shí)需求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后，系統(tǒng)將向各遠(yuǎn)程監(jiān)測終端發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，并等待數(shù)據(jù)的到來。
3．3 數(shù)據(jù)存取模塊
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取模塊主要完成對E2PROM存儲(chǔ)器的讀取和寫入操作，并負(fù)責(zé)對從遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后按照規(guī)定的格式存入E2PROM中。與此同時(shí)，當(dāng)其它系統(tǒng)需要時(shí)，就會(huì)從E2PROM存儲(chǔ)器中讀出這些數(shù)據(jù)，并把它傳送給請求的系統(tǒng)或設(shè)備。本系統(tǒng)采用的E2PROM存儲(chǔ)器為AT24C64，是基于I2C總線的外圍器件。I2C總線是Philips推出的一種雙向二線制總線。它只包括一條數(shù)據(jù)線(SDA)和一條串行時(shí)鐘線(SCL)，故可大大節(jié)省微處理器的IO口線。
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