Intemet與GSM的雙網遠程監控系統設計

2 系統的軟件設計
2．1 系統的嵌入式軟件結構
整個系統軟件結構從下到上大體可分為3個層次，如圖3所示：底層的Bootloder、嵌入式Linux內核以及系統應用程序。

Bootloader移植的是廣泛支持PowerPC、MIPS、X86、ARM、XScale等諸多常用系列處理器的u-boot。
嵌入式Linux操作系統的內核源代碼開放且精簡、速度快、可靠性高、功能強大，可以根據需要對內核進行定制。嵌入式Linux內核是整個軟件系統的主體，它不僅為應用程序提供真正的多任務運行環境，還提供強大的硬件驅動、網絡和文件系統支持。本系統采用2．6．22版本的嵌入式Linux內核和 Yaffs根文件系統。Web服務器選用的是適合嵌入式系統的Boa，為了功能的擴展和大數據量的傳輸的存儲，移植了適合嵌入式系統的數據庫 sqlite。
另外，嵌入式Linux具有一套完整的免費交叉編譯環境，利用S3C2410能實現低成本的設計并開發出滿足自己需要的嵌入式系統。該系統的開發主要是采用NFS網絡文件系統的交叉開發模式。用NFS方式建立宿主機和開發板的通信，在開發調試階段利用NFS服務，在內核啟動過程掛接NFS網絡文件系統，這樣不用頻繁地寫入Flash，縮短開發周期。通過Minicom設置，監視串口工作狀態，接收顯示串口收到的信息。
2．2 軟件的開發
軟件開發包括以下5個方面：相關驅動的開發，串口數據通信程序的開發，靜態頁面的開發，CGI程序的開發，無線GSM網絡監控收發短信息程序的開發。
嵌入式Linux設備文件主要分為字符設備、塊設備和網絡設備3種類型。根據課題需要主要針對DM9000網卡驅動和Nand Flash的驅動進行改寫，以及對LED字符設備的驅動開發。然后將其編譯進內核，實現相應設備的驅動。
在嵌入式Linux系統中訪問串口設備要把串口看作是一個設備文件，用戶可以使用文件操作函數實現對串口的基本操作：如用open()函數打開串口，用 read()、write()來讀／寫串口，操作完成后用close()關閉串口等。對串口的設置包括波特率設置、奇偶校驗位、停止位和模式設置。對串口的設置主要是設置struct termios()結構中各成員的值。在讀串口程序中使用select函數實現多路復用式串口讀寫。串口0和串口1分別與GPRS模塊和氣象儀連接。
用html語言對靜態頁面的開發，在主界面中采用ht-ml的框架技術，具有以下優點：頁面結構清晰；功能列表放在左邊，系統功能一目了然；便于頁面跳轉；安全性高，不管提交的表單數的方式是GET方式還是POST方式，在IE地址欄都不會顯示出相關信息，保證了數據傳遞的安全性。
該遠程監控系統采用瀏覽器／服務器(B／S)通信模式，利用動態網頁技術CGI，使得監控端能直觀地對現場進行集中監控。一般來講，CGI程序可以分為3 個部分：解碼部分，即對從客戶端獲取的諸多環境變量進行分析，得到支持CGI程序運行的必要信息，解碼屬于CGI編程范疇；功能部分，即利用得到的信息完成CGI程序所要實現的功能；輸出部分，即將運行的結果返回服務器，最終返回給客戶端。
無線GSM網絡監控收發短信息的開發，對GSM模塊短信息格式的設定、傳送回報的打開，以及短消息的讀取和刪除等是通過AT指令完成的。AT指令都是以 AT開始，CR>結束，而AT指令回應的開始與結束都是以CR>結束。這是串口編程接收數據與發送數據標志。如果AT命令的語法有錯誤，GSM就返回ER-ROR。用手機實現遠程監控的GSM程序流程如圖4所示。