基于ARM及GPRS的智能家居系統(tǒng)的實現(xiàn)
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4．系統(tǒng)軟件設計
4.1終端軟件
傳統(tǒng)的單片機程序設計基本上都采用順序結構，實時性低且CPU對資源的利用率不高。這里，我們采用了嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks，它是美國風河（WindRiver）公司于1983年設計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)（RTOS）。終端軟件設計包括針對系統(tǒng)硬件平臺進行的操作系統(tǒng)的移植和在VxWorks平臺上應用程序的設計兩部分。操作系統(tǒng)的移植的重點也即難點是BSP（Board Support Package）的設計。VxWorks本身提供了針對許多處理器的BSP，但針對S3C44B0的BSP并未提供。在設計系統(tǒng)BSP時，我們首先仔細研究了其中一種BSP代碼范例，了解并掌握了BSP的結構，然后在風河公司針對ARM處理器提供給用戶的BSP模板的基礎上設計了本系統(tǒng)的BSP，限于篇幅，對操作系統(tǒng)的移植部分本文將不作闡述。
監(jiān)控終端的應用程序采用模塊化的設計思想。由于VxWorks支持多任務，我們將每個功能模塊以一個任務來實現(xiàn)。從時間上看，各個任務處于并行運行的狀態(tài)，極大地提高了系統(tǒng)對事件響應的速度，有效地提高了CPU對資源的利用率。終端應用程序包含五個任務，分別是：消息處理任務、傳感器檢測任務、GPRS通信任務、RS485總線設備通信任務、按鍵檢測及處理任務。除消息處理任務以外，其它五個任務優(yōu)先級相同。VxWorks中任務優(yōu)先級從0到255，0為最高優(yōu)先級，255為最低優(yōu)先級。我們將消息處理任務優(yōu)先級設定為90，其它四個任務優(yōu)先級都設定為100。這樣可使消息處理任務盡快的處理其它任務發(fā)送來的消息，提高系統(tǒng)對外部事件的響應速度。下面分別對各個任務所實現(xiàn)的功能進行簡要的介紹。
（1）消息處理任務
該任務循環(huán)檢測自己的消息隊列，當有其它任務發(fā)送來的消息時，讀取消息，對消息進行解析，確定事件類型，然后調(diào)用事件相應的處理函數(shù)進行處理。本系統(tǒng)定義了多種事件類型，主要有如下幾種事件：傳感器告警事件、設置終端參數(shù)事件、傳感器狀態(tài)請求事件、刷卡開門事件、水表數(shù)據(jù)查詢事件、電表數(shù)據(jù)查詢事件、煤氣表數(shù)據(jù)查詢事件和按鍵設置事件。
（2）傳感器檢測任務
在任務運行的時間片內(nèi)，首先判斷系統(tǒng)當前所的處狀態(tài)，如果系統(tǒng)處于設防狀態(tài)，那么CPU將對室內(nèi)所有已安裝傳感器進行循環(huán)檢測。如果系統(tǒng)工作在撤防狀態(tài)下，那么只對煙霧、煤氣傳感器進行檢測。當任務檢測到某一傳感器的輸出達到系統(tǒng)設定的告警閾值時，將向消息處理任務的消息隊列發(fā)送一條傳感器告警消息，消息中包含傳感器通道編號。
（3）GPRS通信任務
此任務完成GPRS模塊的初始化、終端與監(jiān)控中心建立連接以及數(shù)據(jù)通信功能。
（4）RS485總線設備通信任務
任務完成“三表”數(shù)據(jù)的讀取以及用戶刷卡檢測功能。
（5）按鍵檢測及處理任務
該任務完成對終端上三個功能鍵的掃描。當其中某個按鍵被按下時，CPU檢測到鍵值，向消息處理任務發(fā)送消息，消息任務將調(diào)用相應的處理函數(shù)進行處理。
4.3監(jiān)控中心軟件
監(jiān)控中心軟件采用Borland C++ Builder 6.0開發(fā)。它使用WinSock控件接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。中心軟件采用模塊化的設計思想，分別實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設置、操作員權限管理、用戶管理、告警事件處理、數(shù)據(jù)庫的維護以及數(shù)據(jù)打印和系統(tǒng)幫助等功能。
5．結束語
本系統(tǒng)實現(xiàn)了對住宅小區(qū)內(nèi)多用戶室內(nèi)安全狀況的集中監(jiān)控與管理，還實現(xiàn)了對用戶家中的水表、電表、煤氣表的遠程無線抄送。該系統(tǒng)在實用性、可靠性以及成本等方面取得了較為滿意的效果。目前，本系統(tǒng)已經(jīng)完成最后調(diào)試，即將進入現(xiàn)場試運行。由于系統(tǒng)在硬件設計上充分考慮到了不同的應用場合，留有較大的擴展空間，因此相信該系統(tǒng)將會有較為廣闊的應用前景。
參考文獻
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