帶以太網(wǎng)接口的GSM無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
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(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(wǎng)絡協(xié)議，因此，總體上不適宜作為系統(tǒng)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(wǎng)絡協(xié)議的運行以及μC／OSII等嵌入式操作系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)選用以ARM7 CPU為控制器，并選取具有豐富接口的開發(fā)板作為實驗系統(tǒng)。
(2)GSM無線模塊
嵌入式系統(tǒng)的GSM通信接口一般采用目前市場上可供二次開發(fā)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(xiàn)短信息的收發(fā)、查尋和管理功能。
(3)以太網(wǎng)通信模塊
由于本系統(tǒng)需要以太網(wǎng)接口，但在傳輸過程中的數(shù)據(jù)量并不大，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫笠膊桓?，所以，本設計選用通用的10 Mb／s帶寬的以太網(wǎng)模塊即可。
(4)輸入／輸出模塊
本系統(tǒng)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(tǒng)軟件總體設計
整個系統(tǒng)的軟件設計是系統(tǒng)設計的重點，包括GSM無線通信中心節(jié)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(jié)點的控制系統(tǒng)軟件可以使用實時操作系統(tǒng)(RTOS)來實現(xiàn)，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(tǒng)的軟件結構示意圖如圖6所示，其中主要包括系統(tǒng)的初始化、主程序、數(shù)據(jù)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(xié)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(tǒng)主程序完成。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/153671.htm
由于在現(xiàn)有的實時操作系統(tǒng)中，移植好TCP／IP協(xié)議的RTOS基本都需要收費，考慮到系統(tǒng)的成本，以及實時性、協(xié)議棧、軟件穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾等性能的要求，本系統(tǒng)不使用實時操作系統(tǒng)，而采用C語言從系統(tǒng)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(fā)系統(tǒng)的選擇
基于系統(tǒng)的硬件結構設計方案，本系統(tǒng)選用了EmbestARM開發(fā)系統(tǒng)。Embest ARM開發(fā)系統(tǒng)主要包括Embest IDE集成開發(fā)環(huán)境、Embest JTAG仿真器、Flash編程器、EmbestEduKit-III開發(fā)板等。開發(fā)系統(tǒng)的模型圖如7所示，它可為用戶提供嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)。
3 基于GSM的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件設計
3．1 系統(tǒng)主程序
本系統(tǒng)的主程序主要負責系統(tǒng)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(tǒng)的定時模塊主要根據(jù)用戶設置的定時時間來定時，當定時時間到時，系統(tǒng)將自動向遠程監(jiān)測節(jié)點發(fā)送采集數(shù)據(jù)的命令。本系統(tǒng)采用S3C44BOX處理器內部集成的RTC模塊的秒中斷實現(xiàn)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(shù)，這樣，其最大定時時間可達到18 h。本系統(tǒng)定時時間為每1b采集1次數(shù)據(jù)，所以，該方法能夠滿足系統(tǒng)的定時需求。當定時時間到達后，系統(tǒng)將向各遠程監(jiān)測終端發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，并等待數(shù)據(jù)的到來。
3．3 數(shù)據(jù)存取模塊
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(jié)點采集來的數(shù)據(jù)進行分析后按照規(guī)定的格式存入E2PROM中。與此同時，當其它系統(tǒng)需要時，就會從E2PROM存儲器中讀出這些數(shù)據(jù)，并把它傳送給請求的系統(tǒng)或設備。本系統(tǒng)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(shù)據(jù)線(SDA)和一條串行時鐘線(SCL)，故可大大節(jié)省微處理器的IO口線。
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