基于嵌入式ARM處理器的M2M終端總體設(shè)計

　 　系統(tǒng)軟件設(shè)計采用分層的結(jié)構(gòu)，從底到上分別為：串口驅(qū)動層(物理層)、PPP協(xié)議層(鏈路層)、IP協(xié)議層(網(wǎng)絡(luò)層)、UDP協(xié)議和ICMP層(傳輸 層)以及應(yīng)用層。在移植好的LwIP協(xié)議棧中，通過在各層中建立相應(yīng)功能的線程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝。底層軟件為上層軟件提供函數(shù)支持，上層軟件利用底層軟件 完成應(yīng)用程序的編寫和實現(xiàn)。軟件采用自底向上的設(shè)計方法逐步實現(xiàn)系統(tǒng)中各個函數(shù)的功能，各部分函數(shù)實現(xiàn)均采用模塊化的設(shè)計方法。每個任務(wù)對應(yīng)一個模塊對 每個任務(wù)單獨進(jìn)行設(shè)計后，最終由FreeRTOS操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，通過采用信號量和郵箱的方式實現(xiàn)多個任務(wù)之間的通信，軟件各部分主要函數(shù)之間的關(guān)系如 圖3所示。

　　在MC35SerialISR()中將接收的數(shù)據(jù)存放到xQRxChars隊列中后，發(fā)送SemMC35Rx信號量來激活PPPRxTask()任務(wù)，通過對接收數(shù)據(jù)的解析，確定數(shù)據(jù)包的類型，然后由相應(yīng)的函數(shù)對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

　 　如果接收的數(shù)據(jù)是應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，將由IPRx()函數(shù)判斷目標(biāo)主機是否正確，再經(jīng)過傳輸層解析數(shù)據(jù)從而判定對數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用程序。最后由應(yīng)用程序解析 數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的功能，如將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到主機、向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送控制命令、接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并發(fā)送等。當(dāng)接收隊列中所有數(shù)據(jù)均處理完畢后， 延時250ms如果還沒有接收到數(shù)據(jù)，則任務(wù)通過等待信號量SemMC35Rx將自己掛起。數(shù)據(jù)的發(fā)送過程是一個相反的過程。

　　應(yīng)用 程序根據(jù)需要的功能建立UDPTxTask()或ICMPTxTask()任務(wù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到xAPPTxQ隊列中。相應(yīng)的任務(wù)再調(diào)用IPTx()和 PPPTx()函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的封裝并將數(shù)據(jù)發(fā)送到XqTxChar隊列中，從而喚醒MC35SerialISR()中斷程序?qū)?shù)據(jù)通過串口發(fā)送到 MC35i中進(jìn)行傳輸。為提高系統(tǒng)的實時性，本文中FreeRTOS采用可剝奪內(nèi)核方式進(jìn)行調(diào)度。采用FreeRTOS操作系統(tǒng)對任務(wù)進(jìn)行管理簡化了軟件 的編寫難度，同時提高了程序的可讀性和可移植性。

　　總結(jié)

　　基于GPRSM2M產(chǎn)品的無線數(shù)據(jù)傳輸以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是目前國內(nèi)外研究的熱點。本文采用完全免費的操作系統(tǒng)和TCP／IP協(xié)議棧給出的系統(tǒng)設(shè)計方案具備成本低、性能好、可升級等優(yōu)點，為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸提供了一個可行的設(shè)計方案。