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Intemet与GSM的双网远程监控系统设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-09-21 09:20:59




    网络接口模块中的以太网接口芯片为10/100M自适应以太网控制芯片DM9000。GPRS无线模块选用法国Wavecom公司设计的Q2403A,双波段(900/1800 MHz)工作,支持通用的AT命令。串口采用标准RS232接口。在小扩展板上具有JTAG口转并口电路的JTAG调试模块,用并口线将该模块与主机的并口相连,同时在主机上运行协议转换软件,就能够进行代码下载、仿真调试和Flash ROM固化等工作。在本系统目标板的Bootload-er设计阶段,用于Bootloader的调试和烧写。

2 系统的软件设计
2.1 系统的嵌入式软件结构
    整个系统软件结构从下到上大体可分为3个层次,如图3所示:底层的Bootloder、嵌入式Linux内核以及系统应用程序。

    Bootloader移植的是广泛支持PowerPC、MIPS、X86、ARM、XScale等诸多常用系列处理器的u-boot。
    嵌入式Linux操作系统的内核源代码开放且精简、速度快、可靠性高、功能强大,可以根据需要对内核进行定制。嵌入式Linux内核是整个软件系统的主体,它不仅为应用程序提供真正的多任务运行环境,还提供强大的硬件驱动、网络和文件系统支持。本系统采用2.6.22版本的嵌入式Linux内核和 Yaffs根文件系统。Web服务器选用的是适合嵌入式系统的Boa,为了功能的扩展和大数据量的传输的存储,移植了适合嵌入式系统的数据库 sqlite。
    另外,嵌入式Linux具有一套完整的免费交叉编译环境,利用S3C2410能实现低成本的设计并开发出满足自己需要的嵌入式系统。该系统的开发主要是采用NFS网络文件系统的交叉开发模式。用NFS方式建立宿主机和开发板的通信,在开发调试阶段利用NFS服务,在内核启动过程挂接NFS网络文件系统,这样不用频繁地写入Flash,缩短开发周期。通过Minicom设置,监视串口工作状态,接收显示串口收到的信息。
2.2 软件的开发
    软件开发包括以下5个方面:相关驱动的开发,串口数据通信程序的开发,静态页面的开发,CGI程序的开发,无线GSM网络监控收发短信息程序的开发。
    嵌入式Linux设备文件主要分为字符设备、块设备和网络设备3种类型。根据课题需要主要针对DM9000网卡驱动和Nand Flash的驱动进行改写,以及对LED字符设备的驱动开发。然后将其编译进内核,实现相应设备的驱动。
    在嵌入式Linux系统中访问串口设备要把串口看作是一个设备文件,用户可以使用文件操作函数实现对串口的基本操作:如用open()函数打开串口,用 read()、write()来读/写串口,操作完成后用close()关闭串口等。对串口的设置包括波特率设置、奇偶校验位、停止位和模式设置。对串口的设置主要是设置struct termios()结构中各成员的值。在读串口程序中使用select函数实现多路复用式串口读写。串口0和串口1分别与GPRS模块和气象仪连接。
    用html语言对静态页面的开发,在主界面中采用ht-ml的框架技术,具有以下优点:页面结构清晰;功能列表放在左边,系统功能一目了然;便于页面跳转;安全性高,不管提交的表单数的方式是GET方式还是POST方式,在IE地址栏都不会显示出相关信息,保证了数据传递的安全性。
    该远程监控系统采用浏览器/服务器(B/S)通信模式,利用动态网页技术CGI,使得监控端能直观地对现场进行集中监控。一般来讲,CGI程序可以分为3 个部分:解码部分,即对从客户端获取的诸多环境变量进行分析,得到支持CGI程序运行的必要信息,解码属于CGI编程范畴;功能部分,即利用得到的信息完成CGI程序所要实现的功能;输出部分,即将运行的结果返回服务器,最终返回给客户端。
    无线GSM网络监控收发短信息的开发,对GSM模块短信息格式的设定、传送回报的打开,以及短消息的读取和删除等是通过AT指令完成的。AT指令都是以 AT开始,<CR>结束,而AT指令回应的开始与结束都是以<CR>结束。这是串口编程接收数据与发送数据标志。如果AT命令的语法有错误,GSM就返回ER-ROR。用手机实现远程监控的GSM程序流程如图4所示。

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