智能終端軟硬件平臺設計

摘要：隨著電力行業的不斷發展和規范，產品質量要求越來越高，成本壓力越來越大，供貨要求越來越嚴格。為了解決設計成本高，研發周期長，產品平臺化、序列化差的問題，提出了基于AT91SAM9260的終端軟硬件平臺的設計。該平臺利用AT91SAM9260的資源優勢，整合國網集中器、配變監測終端、負荷管理終端及未來智能終端的技術和功能特點，實現了可同時滿足多類終端軟硬件需求的整合平臺，保證了公司產品設計的高效性，為產品的開發和推廣提供了技術保障。
關鍵詞：AT91SAM9260；終端軟硬件平臺；嵌入式開發；Linux

0 引言
隨著電力行業的不斷發展，電力智能設備技術標準和發展規劃也在不斷完善，促使設備制造廠家的研發能力和技術水平不斷提高。為了適應快速發展的電力設備制造行業，生產廠家都在尋找一種能快速響應市場且開發成本較低的產品研發方案來應對市場的需要，河南許繼儀表有限公司的智能終端軟硬件平臺(以下簡稱終端平臺)應運而生。
為了提高新產品研發效率，提高產品穩定性，實現終端產品的序列化、平臺化，許繼儀表有限公司通過多年的技術沉淀和經驗積累，結合實際產品的開發和運行經驗，基于AT91SAM9260核心處理器、Linux操作系統，SQLLITE數據庫開發出來了一個針對智能用電管理終端產品開發設計的嵌入式開發平臺，它支持集中器、配變監測管理終端、負控控制管理終端、變電站數據采集終端以及未來智能終端等一系列產品的開發設計，為許繼儀表有限公司的終端開發提供了強大的開發平臺和可靠的技術保障。

1 現狀分析
因各地市場需求不同，產品需要針對不同的市場需求進行定制，為了保證實現的速度和質量，傳統的研發管理是1個市場(區域)安排一到幾個設計人員，由其全權負責該市場(區域)產品的更新或者需求變更的維護，通過人員戰術來解決市場的差異問題。這樣做不僅要浪費大量的時間和人力，產品的設計質量也很難保證，團隊人員積累的技術經驗也無法很好的利用和共享，因此急需要實現出一種能解決產品快速開發瓶頸的方法來處理這些難題。這其中包含3個關鍵點：
(1)避免過多的軟硬件設計時間；
(2)保證多用戶需求的同時盡可能降低成本；
(3)設計出的產品不需要太多時間測試即可保證產品設計質量；
(4)經驗的積累和傳承；如何能同時做到以上4點成了能否解決現存問題的關鍵。許繼儀表公司研發部經過多年的研討和論證，最終通過實現終端軟硬件開發平臺的辦法來解決這個技術性難題。

2 平臺特點及優勢
軟件開發平臺是一種軟件開發工具，以通用技術架構(如MVC)為基礎，集成常用建模工具、二次開發包、基礎解決方案等而成。可以大幅縮減編碼率，使開發者有更多時間關注客戶需求，在項目的需求、設計、開發、測試、部署、維護等各個階段均可提供強大的支持。平臺源于繁瑣的實踐開發過程中。開發人員在實踐中將常用的函數、類、抽象、接口等進行總結、封裝，成為了可以重復使用的“中間件”，而隨著“中間件”的成熟和通用，功能更強大、更能滿足企業級客戶需求的軟件開發平臺應運而生。平臺是一段時間內科研成果的匯聚，也是階段性平臺期的標志，為行業進入新的研發領域提供了基礎。由于平臺對企業核心競爭力的提升非常明顯，目前國內的管理軟件市場，軟件開發平臺的應用已經成為一種趨勢。

3 終端平臺設計
為了提升公司的研發效率和實力，通過對儀表公司多年的研究和應用經驗進行整理，結合目前實際的研發情況進行了終端軟硬件平臺項目的開發設計。平臺設計時一方面考慮產品研發的效率；另一方面考慮軟硬件開發過程中的耦合，最終將平臺劃分為3個部分：SGE800平臺硬件系統，平臺開發包，業務平臺。具體模塊劃分如圖1所示。

其中SGE800平臺硬件系統主要包括基于AT91SAM9260為核心的硬件平臺，該平臺利用9260自身豐富的資源優勢，結合擴展的硬件模塊電路組合而成。同時AT91SAM9260支持Linux和Wince兩種操作系統，給開發人員提供了更多的選擇，也方便原有資源的重復利用；
平臺開發包主要包括底層硬件驅動庫、數據庫操作封裝庫、任務調度庫3部分：業務平臺主要包括為業務功能提供服務的協議庫、常用函數庫及應用層系統。
下面將詳細介紹各個部分的功能。
3．1 SGE800平臺硬件系統設計
本系統硬件平臺基于AT91SAM9260核心處理器，利用其豐富的資源設計而成，平臺在設計時充分考慮多種應用場合的硬件功能需求以及外圍功能的靈活配置及擴展功能，最終實現的平臺接口及功能如圖2所示。

為了更好地做到平臺化，平臺硬件設計時就從模塊化考慮，將常用的硬件功能采用模塊化設計，并以模塊化電路的形式固化下來，通過對這些固化電路進行嚴格測試并經過現場長期驗證后，最后才被放入硬件模塊庫中為以后的產品設計所用，通過這種方式將常用的模塊電路進行不斷積累和優化。硬件平臺就是從這些合格的模塊電路中進行篩選，并結合終端常用的功能及未來需要的功能進行兼容性設計，滿足了產品最大化設計需求，然后通過采用配置文件的形式對硬件功能模塊進行使能設置，滿足不同產品的硬件需求，從而實現產品平臺化、工程化的目的。