基于移動無線網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控方案設計

　　主控芯片采用飛利浦公司的 LPC2210，這是一片支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16／32 位ARM 7TDMI－S CPU的微控制器。工作電壓為3.3 V，內核工作電壓僅為1.8 V；內置PLL 鎖相環(huán)可以設置CPU 工作頻率達60 MHz；雙UART口，提供數(shù)據(jù)的異步串行發(fā)送和接收；由于LPC 22l0 的144腳封裝、極低的功耗、多個32 位定時器、8 路10 位ADC、PWM 輸出以及多達9 個外部中斷，使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和POS 機；通過配置總線LPC 2210最多可提供76 個GP10；可以外擴SRAM 和Flash，很方便移植嵌入式μC/OS-II 操作系統(tǒng)。

　　本系統(tǒng)中，上電復位后首先要對 LPC 2210 的工作頻率和串口進行設置，然后通過AT 指令初始化MG 815+無線模塊，使之附著在CDMA 網(wǎng)絡上，通過撥號過程建立PPP 連接，獲得網(wǎng)絡運營商ISP 動態(tài)分配給無線模塊的IP 地址，并與服務器固定IP 之間建立Socket 鏈接。一旦該鏈接成功，就可以進行數(shù)據(jù)的傳輸了。

3 遠程終端軟件設計

　　首先在LPC 2210 中移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II，通過它提供的應用接口函數(shù)。可以使人們不去關心硬件的一些工作細節(jié)，也使應用程序的開發(fā)在一個友好的平臺上進行，從而能更有效地組織作業(yè)及其工作，提高了應用程序的開發(fā)效率，也使系統(tǒng)高效地運行；μC/OS-II 下的軟件設計以及與硬件的關系示意圖如圖3所示。

圖3 軟件設計與硬件關系

　　3.1 程序設計

　　主程序主要包括：操作系統(tǒng)初始化、建立兩個任務、開始多任務，第一個任務是數(shù)據(jù)的發(fā)送，第二個任務是數(shù)據(jù)的接收和處理，并且設定第一個任務的優(yōu)先級高于第二個任務，但第一個任務運行就掛起，讓第二個任務運行，用定時器控制什么時候發(fā)送，這個時候才運行發(fā)送任務。6025 模塊內置TCP/IP 協(xié)議棧，用戶只需按照MG815+ 模塊AT 指令說明書中數(shù)據(jù)傳輸相關的AT 指令建立同CDMA 網(wǎng)絡的連接，獲得網(wǎng)絡運營商ISP 動態(tài)分配給無線模塊的IP 地址，并與服務器固定IP 之間建立Socket 鏈接。鏈接成功后，就可以進行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和處理了。主程序、發(fā)送數(shù)據(jù)程序和數(shù)據(jù)接收、處理程序的流程圖如圖4 所示。

圖4 程序流程圖

　　4 監(jiān)控中心設計

　　監(jiān)控中心配置一臺高性能微機，同時申請一個真實IP地址。監(jiān)控中心從ISP 運營商申請專線接入，監(jiān)控中心分配有真實IP，遠程終端將現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)信息采集并以IP 包的形式直接發(fā)給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將遠程終端傳來的IP包處理后，獲得相應數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫主要負責存儲、管理并維護發(fā)送來的數(shù)據(jù)，提供對數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除等多項服務，并在必要時可將數(shù)據(jù)進行報表打印。

　　5 結語

　　本系統(tǒng)用ADS1.2 開發(fā)環(huán)境進行監(jiān)控終端程序的設計和調試，通過串口控制MG815+模塊，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)的計算機通信，經多次現(xiàn)場測試表明，本系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，效果良好。可以用于有大量數(shù)據(jù)傳輸而有線傳輸又不能滿足需求的場合，如油井監(jiān)測、水文監(jiān)測，等等。由于LPC2210 硬件可擴展資源豐富，且遠程終端軟件基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II 之上，本設計具有很大的靈活性，能夠快速適應各種具體場合。