智能终端软硬件平台设计

摘要：随着电力行业的不断发展和规范，产品质量要求越来越高，成本压力越来越大，供货要求越来越严格。为了解决设计成本高，研发周期长，产品平台化、序列化差的问题，提出了基于AT91SAM9260的终端软硬件平台的设计。该平台利用AT91SAM9260的资源优势，整合国网集中器、配变监测终端、负荷管理终端及未来智能终端的技术和功能特点，实现了可同时满足多类终端软硬件需求的整合平台，保证了公司产品设计的高效性，为产品的开发和推广提供了技术保障。
关键词：AT91SAM9260；终端软硬件平台；嵌入式开发；Linux

0 引言
随着电力行业的不断发展，电力智能设备技术标准和发展规划也在不断完善，促使设备制造厂家的研发能力和技术水平不断提高。为了适应快速发展的电力设备制造行业，生产厂家都在寻找一种能快速响应市场且开发成本较低的产品研发方案来应对市场的需要，河南许继仪表有限公司的智能终端软硬件平台(以下简称终端平台)应运而生。
为了提高新产品研发效率，提高产品稳定性，实现终端产品的序列化、平台化，许继仪表有限公司通过多年的技术沉淀和经验积累，结合实际产品的开发和运行经验，基于AT91SAM9260核心处理器、Linux操作系统，SQLLITE数据库开发出来了一个针对智能用电管理终端产品开发设计的嵌入式开发平台，它支持集中器、配变监测管理终端、负控控制管理终端、变电站数据采集终端以及未来智能终端等一系列产品的开发设计，为许继仪表有限公司的终端开发提供了强大的开发平台和可靠的技术保障。

1 现状分析
因各地市场需求不同，产品需要针对不同的市场需求进行定制，为了保证实现的速度和质量，传统的研发管理是1个市场(区域)安排一到几个设计人员，由其全权负责该市场(区域)产品的更新或者需求变更的维护，通过人员战术来解决市场的差异问题。这样做不仅要浪费大量的时间和人力，产品的设计质量也很难保证，团队人员积累的技术经验也无法很好的利用和共享，因此急需要实现出一种能解决产品快速开发瓶颈的方法来处理这些难题。这其中包含3个关键点：
(1)避免过多的软硬件设计时间；
(2)保证多用户需求的同时尽可能降低成本；
(3)设计出的产品不需要太多时间测试即可保证产品设计质量；
(4)经验的积累和传承；如何能同时做到以上4点成了能否解决现存问题的关键。许继仪表公司研发部经过多年的研讨和论证，最终通过实现终端软硬件开发平台的办法来解决这个技术性难题。

2 平台特点及优势
软件开发平台是一种软件开发工具，以通用技术架构(如MVC)为基础，集成常用建模工具、二次开发包、基础解决方案等而成。可以大幅缩减编码率，使开发者有更多时间关注客户需求，在项目的需求、设计、开发、测试、部署、维护等各个阶段均可提供强大的支持。平台源于繁琐的实践开发过程中。开发人员在实践中将常用的函数、类、抽象、接口等进行总结、封装，成为了可以重复使用的“中间件”，而随着“中间件”的成熟和通用，功能更强大、更能满足企业级客户需求的软件开发平台应运而生。平台是一段时间内科研成果的汇聚，也是阶段性平台期的标志，为行业进入新的研发领域提供了基础。由于平台对企业核心竞争力的提升非常明显，目前国内的管理软件市场，软件开发平台的应用已经成为一种趋势。

3 终端平台设计
为了提升公司的研发效率和实力，通过对仪表公司多年的研究和应用经验进行整理，结合目前实际的研发情况进行了终端软硬件平台项目的开发设计。平台设计时一方面考虑产品研发的效率；另一方面考虑软硬件开发过程中的耦合，最终将平台划分为3个部分：SGE800平台硬件系统，平台开发包，业务平台。具体模块划分如图1所示。

其中SGE800平台硬件系统主要包括基于AT91SAM9260为核心的硬件平台，该平台利用9260自身丰富的资源优势，结合扩展的硬件模块电路组合而成。同时AT91SAM9260支持Linux和Wince两种操作系统，给开发人员提供了更多的选择，也方便原有资源的重复利用；
平台开发包主要包括底层硬件驱动库、数据库操作封装库、任务调度库3部分：业务平台主要包括为业务功能提供服务的协议库、常用函数库及应用层系统。
下面将详细介绍各个部分的功能。
3．1 SGE800平台硬件系统设计
本系统硬件平台基于AT91SAM9260核心处理器，利用其丰富的资源设计而成，平台在设计时充分考虑多种应用场合的硬件功能需求以及外围功能的灵活配置及扩展功能，最终实现的平台接口及功能如图2所示。

为了更好地做到平台化，平台硬件设计时就从模块化考虑，将常用的硬件功能采用模块化设计，并以模块化电路的形式固化下来，通过对这些固化电路进行严格测试并经过现场长期验证后，最后才被放入硬件模块库中为以后的产品设计所用，通过这种方式将常用的模块电路进行不断积累和优化。硬件平台就是从这些合格的模块电路中进行筛选，并结合终端常用的功能及未来需要的功能进行兼容性设计，满足了产品最大化设计需求，然后通过采用配置文件的形式对硬件功能模块进行使能设置，满足不同产品的硬件需求，从而实现产品平台化、工程化的目的。