帶以太網接口的GSM無線數據傳輸系統設計與實現
加入技術交流群
(1)處理器
由于普通的8 bit微處理器速度較低，內存小，只能勉強運行一些不復雜的網絡協議，因此，總體上不適宜作為系統的微處理器。而ARM7處理器是32 bit處理器，運行頻率為40 MHz，內存為8 MB，能夠充分保證相關網絡協議的運行以及μC／OSII等嵌入式操作系統的移植，也為以后軟件的升級和維護帶來極大的方便。同時，考慮到系統需要大量的存儲器接口和豐富的IO端口(UART／LCD／TSP)資源，因此，本系統選用以ARM7 CPU為控制器，并選取具有豐富接口的開發板作為實驗系統。
(2)GSM無線模塊
嵌入式系統的GSM通信接口一般采用目前市場上可供二次開發的標準GSM模塊。這些通信模塊都具備GSM無線通信的全部功能，并提供有標準的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現短信息的收發、查尋和管理功能。
(3)以太網通信模塊
由于本系統需要以太網接口，但在傳輸過程中的數據量并不大，對數據傳輸的速度要求也不高，所以，本設計選用通用的10 Mb／s帶寬的以太網模塊即可。
(4)輸入／輸出模塊
本系統主要利用LCD和TSP相結合的方法來為用戶和設備的交互工作提供良好的顯示和輸入接口。其設備分辨率為320×240，色彩為256色，畫面尺寸為5．7 in。
2．2 系統軟件總體設計
整個系統的軟件設計是系統設計的重點，包括GSM無線通信中心節點的程序設計和GSM無線通信終端的程序設計。GSM無線通信中心節點的控制系統軟件可以使用實時操作系統(RTOS)來實現，也可以由用戶自己直接編寫控制程序來完成對各任務的調度。本系統的軟件結構示意圖如圖6所示，其中主要包括系統的初始化、主程序、數據顯示程序、觸摸屏的輸入、定時信號采集程序、GSM的通信程序、TCP／IP協議棧程序等幾部分。各模塊的功能相對獨立，模塊間的任務調度與處理全部可由系統主程序完成。本文引用地址：http://www.104case.com/article/153671.htm
由于在現有的實時操作系統中，移植好TCP／IP協議的RTOS基本都需要收費，考慮到系統的成本，以及實時性、協議棧、軟件穩定性、可靠性、抗干擾等性能的要求，本系統不使用實時操作系統，而采用C語言從系統底層開始直接編寫控制程序。這樣可以很好地達到要求。
2．3 開發系統的選擇
基于系統的硬件結構設計方案，本系統選用了EmbestARM開發系統。Embest ARM開發系統主要包括Embest IDE集成開發環境、Embest JTAG仿真器、Flash編程器、EmbestEduKit-III開發板等。開發系統的模型圖如7所示，它可為用戶提供嵌入式系統所需要的整套工具，用戶可以利用該平臺很方便地設計出自己的目標系統。
3 基于GSM的無線數據傳輸系統的軟件設計
3．1 系統主程序
本系統的主程序主要負責系統各模塊的控制和任務調度。
其主程序流程圖如圖8所示。
3．2 定時模塊
本系統的定時模塊主要根據用戶設置的定時時間來定時，當定時時間到時，系統將自動向遠程監測節點發送采集數據的命令。本系統采用S3C44BOX處理器內部集成的RTC模塊的秒中斷實現定時功能。程序的設計思想是定義一整形變量(16位)來記錄秒中斷的次數，這樣，其最大定時時間可達到18 h。本系統定時時間為每1b采集1次數據，所以，該方法能夠滿足系統的定時需求。當定時時間到達后，系統將向各遠程監測終端發送數據采集命令，并等待數據的到來。
3．3 數據存取模塊
系統的數據存取模塊主要完成對E2PROM存儲器的讀取和寫入操作，并負責對從遠程終端節點采集來的數據進行分析后按照規定的格式存入E2PROM中。與此同時，當其它系統需要時，就會從E2PROM存儲器中讀出這些數據，并把它傳送給請求的系統或設備。本系統采用的E2PROM存儲器為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。它只包括一條數據線(SDA)和一條串行時鐘線(SCL)，故可大大節省微處理器的IO口線。
評論