基于ARM 的火災(zāi)信息傳輸網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

　　( 4) 系統(tǒng)維護(hù)模塊

　　主要負(fù)責(zé)確保系統(tǒng)各個(gè)模塊的正常運(yùn)行，同時(shí)記錄及上傳工作日志，供系統(tǒng)維護(hù)人員參考，同時(shí)收集上來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析和挖掘，可以作為產(chǎn)品性能指標(biāo)制定的依據(jù)。各模塊在建立之初將會(huì)在數(shù)據(jù)區(qū)注冊(cè)，維護(hù)模塊通過這個(gè)注冊(cè)信息實(shí)現(xiàn)心跳應(yīng)答機(jī)制來(lái)判斷各個(gè)模塊的工作狀態(tài)。同時(shí)，還將數(shù)據(jù)區(qū)中的日志信息提取出來(lái)寫入日志文件，并提出發(fā)送日志文件請(qǐng)求給網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

　　每個(gè)模塊依照分工完成職能之內(nèi)的工作，不屬于職能內(nèi)的工作通過寫入數(shù)據(jù)區(qū)交由職能模塊去完成。數(shù)據(jù)區(qū)是各個(gè)模塊傳遞信息的媒介，通過格式化的數(shù)據(jù)寫入和讀取，實(shí)現(xiàn)模塊間的信息共享和職能分工。

　　3. 3 各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)

　　3. 3. 1 流程分析

　　核心管理模塊是嵌入式網(wǎng)關(guān)入口，當(dāng)嵌入式網(wǎng)關(guān)加電啟動(dòng)，嵌入式網(wǎng)關(guān)的操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)啟動(dòng)核心管理模塊。此時(shí)，其他模塊還未啟動(dòng)。核心模塊首先為其他模塊啟動(dòng)初始化系統(tǒng)環(huán)境，如創(chuàng)建管道，共享內(nèi)存等。接著，核心模塊啟動(dòng)其他模塊。這時(shí)，系統(tǒng)將啟動(dòng)完成。

　　接著，核心模塊建立定時(shí)器，創(chuàng)建定時(shí)器是為了定時(shí)地檢測(cè)其他模塊，以判斷其他模塊的狀態(tài)，稱這個(gè)過程為“心跳”。

　　當(dāng)以上過程完成后，核心管理模塊開始監(jiān)視所有管道，當(dāng)管道有數(shù)據(jù)時(shí)，他讀取定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)并分析，找出源地址、目的地址及命令字。根據(jù)命令字類型的不同做不同的處理。程序流程圖如圖4 所示。

圖4 程序啟動(dòng)過程

　　( 1) 初始化。初始化的主要工作是為模塊間的通信建立有名管道，每個(gè)與核心模塊通信的進(jìn)程有一個(gè)管道。當(dāng)前系統(tǒng)需要?jiǎng)?chuàng)建四個(gè)管道。其他模塊如果想要使用管道，必須首先打開管道。所有與管道的通信都有API 供其他用戶使用。

　　( 2) 啟動(dòng)其他模塊。核心模塊通過子進(jìn)程調(diào)用execl( ) 來(lái)啟動(dòng)其他模塊。每個(gè)其他模塊都是一個(gè)可執(zhí)行程序，通常位于一個(gè)固定的路徑及固定的文件名。每個(gè)模塊在啟動(dòng)之后需要向核心模塊發(fā)送注冊(cè)信息，這些信息包括模塊標(biāo)識(shí)、進(jìn)程ID、進(jìn)程狀態(tài)等。登記信息由核心模塊保留，供以后使用。

　　( 3) 創(chuàng)建定時(shí)器。核心模塊需要定時(shí)地檢測(cè)其他模塊的生存狀況，通過注冊(cè)一個(gè)定時(shí)器，可以定時(shí)地觸發(fā)檢測(cè)功能。

　　( 4) 開始*。當(dāng)所有初始化工作完成以后，核心模塊開始進(jìn)入工作狀態(tài)。它的主要工作就是負(fù)責(zé)處理管道信息。通過使用select ( ) 函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)*多個(gè)管道。當(dāng)某個(gè)管道有數(shù)據(jù)，核心模塊讀取數(shù)據(jù)包( 格式詳見后文) ，并解析出包頭，得到包的源地址，目的地址，及控制字并加以分析，選擇處理流程。處理流程包括: 數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，巡檢，系統(tǒng)維護(hù)等。當(dāng)該數(shù)據(jù)包處理完成以后，核心模塊返回繼續(xù)等待下一個(gè)數(shù)據(jù)包。

　　( 5) 處理數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。其他模塊間無(wú)法直接通信，都必須通過核心模塊進(jìn)行中轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)包中指明了包的源地址，目的地址及控制字。這里的控制字說(shuō)明數(shù)據(jù)需要中轉(zhuǎn)，核心模塊解析到數(shù)據(jù)包需要中轉(zhuǎn)，就將包寫入到給定目的地址的模塊管道。

　　( 6) 處理巡檢。服務(wù)器需要定時(shí)地檢測(cè)前置機(jī)各個(gè)模塊的狀態(tài)，于是發(fā)送巡檢請(qǐng)求給網(wǎng)絡(luò)模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊解析后組包發(fā)送給核心模塊，核心模塊在分析包發(fā)現(xiàn)該包是巡檢請(qǐng)求，于是通過kil l( ) 函數(shù)及注冊(cè)記錄信息，判斷各個(gè)模塊的狀態(tài)，并組包發(fā)送給服務(wù)器。

　　( 7) 處理系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)維護(hù)的主要任務(wù)是為了保證系統(tǒng)所有模塊的正常運(yùn)行。前面初始化了一個(gè)定時(shí)器，通過定時(shí)器，可定時(shí)地查詢其他模塊的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)模塊異常，核心模塊將重啟該模塊。

　　3. 3. 2 關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　( 1) 包格式

　　( 2) 模塊ID 定義

　　如表1 所示：

表1 模塊ID 定義

　　# defineID_CORE0x0001

　　# defineID_NET WORK0x0002

　　# define ID_COM0x0004

　　# defineID_CT L0x0008

　　# define ID_LOG0x0010

　　( 3) 控制字定義

　　如表2 所示:

　表2 控制字定義

　　( 4) 管道初始化

　　首先，用戶必須選擇正確地管道初始化函數(shù)，通過初始化函數(shù)，用戶正確的建立與管道的連接。初始化函數(shù)如表3 所示。

表3 初始化函數(shù)