基于移動無線網絡的遠程監控方案設計

　　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 鎖相環可以設置CPU 工作頻率達60 MHz；雙UART口，提供數據的異步串行發送和接收；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控制、醫療系統、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。

　　本系統中，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 網絡上，通過撥號過程建立PPP 連接，獲得網絡運營商ISP 動態分配給無線模塊的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，就可以進行數據的傳輸了。

3 遠程終端軟件設計

　　首先在LPC 2210 中移植嵌入式操作系統μC/OS-II，通過它提供的應用接口函數。可以使人們不去關心硬件的一些工作細節，也使應用程序的開發在一個友好的平臺上進行，從而能更有效地組織作業及其工作，提高了應用程序的開發效率，也使系統高效地運行；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：操作系統初始化、建立兩個任務、開始多任務，第一個任務是數據的發送，第二個任務是數據的接收和處理，并且設定第一個任務的優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送，這個時候才運行發送任務。6025 模塊內置TCP/IP 協議棧，用戶只需按照MG815+ 模塊AT 指令說明書中數據傳輸相關的AT 指令建立同CDMA 網絡的連接，獲得網絡運營商ISP 動態分配給無線模塊的IP 地址，并與服務器固定IP 之間建立Socket 鏈接。鏈接成功后，就可以進行數據的發送、接收和處理了。主程序、發送數據程序和數據接收、處理程序的流程圖如圖4 所示。

圖4 程序流程圖

　　4 監控中心設計

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

　　5 結語

　　本系統用ADS1.2 開發環境進行監控終端程序的設計和調試，通過串口控制MG815+模塊，實現了遠程監控數據的計算機通信，經多次現場測試表明，本系統通信數據穩定可靠，效果良好。可以用于有大量數據傳輸而有線傳輸又不能滿足需求的場合，如油井監測、水文監測，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。