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带以太网接口的GSM无线数据传输系统设计与实现

作者:时间:2012-12-18来源:网络收藏

(1)处理器
由于普通的8 bit微处理器速度较低,内存小,只能勉强运行一些不复杂的网络协议,因此,总体上不适宜作为系统的微处理器。而ARM7处理器是32 bit处理器,运行频率为40 MHz,内存为8 MB,能够充分保证相关网络协议的运行以及μC/OSII等嵌入式操作系统的移植,也为以后软件的升级和维护带来极大的方便。同时,考虑到系统需要大量的存储器接口和丰富的IO端口(UART/LCD/TSP)资源,因此,本系统选用以ARM7 CPU为控制器,并选取具有丰富接口的开发板作为实验系统。
(2)GSM无线模块
嵌入式系统的GSM通信接口一般采用目前市场上可供二次开发的标准GSM模块。这些通信模块都具备GSM无线通信的全部功能,并提供有标准的UART串行接口,支持GSM07.05所定义的AT命令集指令。因此,MCU能非常方便地通过UART接口与GSM模块相连接,并直接使用AT命令来方便简洁地实现短信息的收发、查寻和管理功能。
(3)通信模块
由于本系统需要接口,但在传输过程中的数据量并不大,对数据传输的速度要求也不高,所以,本设计选用通用的10 Mb/s带宽的模块即可。
(4)输入/输出模块
本系统主要利用LCD和TSP相结合的方法来为用户和设备的交互工作提供良好的显示和输入接口。其设备分辨率为320×240,色彩为256色,画面尺寸为5.7 in。
2.2 系统软件总体设计
整个系统的软件设计是系统设计的重点,包括GSM无线通信中心节点的程序设计和GSM无线通信终端的程序设计。GSM无线通信中心节点的控制系统软件可以使用实时操作系统(RTOS)来实现,也可以由用户自己直接编写控制程序来完成对各任务的调度。本系统的软件结构示意图如图6所示,其中主要包括系统的初始化、主程序、数据显示程序、触摸屏的输入、定时信号采集程序、GSM的通信程序、TCP/IP协议栈程序等几部分。各模块的功能相对独立,模块间的任务调度与处理全部可由系统主程序完成。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/153671.htm

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由于在现有的实时操作系统中,移植好TCP/IP协议的RTOS基本都需要收费,考虑到系统的成本,以及实时性、协议栈、软件稳定性、可靠性、抗干扰等性能的要求,本系统不使用实时操作系统,而采用C语言从系统底层开始直接编写控制程序。这样可以很好地达到要求。
2.3 开发系统的选择
基于系统的硬件结构设计方案,本系统选用了EmbestARM开发系统。Embest ARM开发系统主要包括Embest IDE集成开发环境、Embest JTAG仿真器、Flash编程器、EmbestEduKit-III开发板等。开发系统的模型图如7所示,它可为用户提供嵌入式系统所需要的整套工具,用户可以利用该平台很方便地设计出自己的目标系统。

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3 基于GSM的系统的软件设计
3.1 系统主程序
本系统的主程序主要负责系统各模块的控制和任务调度。
其主程序流程图如图8所示。

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3.2 定时模块
本系统的定时模块主要根据用户设置的定时时间来定时,当定时时间到时,系统将自动向远程监测节点发送采集数据的命令。本系统采用S3C44BOX处理器内部集成的RTC模块的秒中断实现定时功能。程序的设计思想是定义一整形变量(16位)来记录秒中断的次数,这样,其最大定时时间可达到18 h。本系统定时时间为每1b采集1次数据,所以,该方法能够满足系统的定时需求。当定时时间到达后,系统将向各远程监测终端发送数据采集命令,并等待数据的到来。
3.3 数据存取模块
系统的数据存取模块主要完成对E2PROM存储器的读取和写入操作,并负责对从远程终端节点采集来的数据进行分析后按照规定的格式存入E2PROM中。与此同时,当其它系统需要时,就会从E2PROM存储器中读出这些数据,并把它传送给请求的系统或设备。本系统采用的E2PROM存储器为AT24C64,是基于I2C总线的外围器件。I2C总线是Philips推出的一种双向二线制总线。它只包括一条数据线(SDA)和一条串行时钟线(SCL),故可大大节省微处理器的IO口线。



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