基于ARM-Linux和GPRS技術(shù)的家庭智能控制終端設(shè)計(jì)
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5 軟件設(shè)計(jì)
軟件部分的設(shè)計(jì)主要是基于ARM－Linux，因?yàn)樵摬僮飨到y(tǒng)具有完整的 TCP/IP協(xié)議，同時(shí)還支持許多其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以為GPRS modem連接互聯(lián)網(wǎng)提供完整的協(xié)議支持，并且該操作系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性可以滿足家庭智能控制器對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求，另外Linux的源代碼開放，可移植性強(qiáng)，為系統(tǒng)開發(fā)中的問題提供了良好的技術(shù)支持。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用程序的兩個(gè)部分： GPRS的無線數(shù)傳；RS485總線控制控制。
5.1 RS485總線控制
基于上一部分RS485的總線協(xié)議，主從控制主要分為：輪詢、查詢、控制三部分。（1）輪詢：主機(jī)定時(shí)對(duì)各從機(jī)進(jìn)行查詢，如果發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息，保存后及時(shí)觸發(fā)報(bào)警并反饋給用戶。如果出現(xiàn)超時(shí)或幀錯(cuò)誤等狀態(tài)時(shí)主機(jī)放棄此次查詢，并將該事件存儲(chǔ)在主機(jī)中。（2）查詢：查詢的工作流程和輪詢大致相同，但是只對(duì)指定的從機(jī)和指定狀態(tài)進(jìn)行查詢。（3）控制：把控制指令發(fā)到指定從機(jī)，并要求從機(jī)反饋執(zhí)行結(jié)果。
5.2 GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸
5.2.1接收和發(fā)送SMS短信
（1）編碼轉(zhuǎn)換：要發(fā)送中文短信就需要使用PDU模式的16-bit編碼。在Linux系統(tǒng)中默認(rèn)用GB2312保存中文字符。發(fā)送短信前，要先進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，要將GB2312轉(zhuǎn)換為Unicode編碼，再將Unicode編碼轉(zhuǎn)換為 PDU 的16-bit 編碼。這里使用Linux中的iconv () 函數(shù)，該函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)Linux支持的任意的兩種編碼之間的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)的方法：首先用iconv_open()，打開一個(gè)轉(zhuǎn)換句柄，指定兩種轉(zhuǎn)換前的編碼和轉(zhuǎn)換后的編碼。然后用 icnov() 作轉(zhuǎn)換。最后用 iconv_close()關(guān)閉句柄，釋放資源。完成轉(zhuǎn)換后，即可以正確的發(fā)送。（2）發(fā)送：向MC35模塊發(fā)送一條AT指令，得到OK響應(yīng)，則表示控制器與GPRS模塊通訊正常，通過“AT+CSCA=“***”及AT+CSCA=0命令設(shè)置設(shè)置短信中心號(hào)碼及短信格式（PDU）。然后發(fā)送 AT+CMGS = 電話號(hào)碼，得到提示符號(hào)“>”，此時(shí)可以向MC35模塊發(fā)送編輯好的PDU編碼并以“CTRL+Z”結(jié)束。得到響應(yīng)OK，則發(fā)送成功；如果收到 ERROR則表示發(fā)送失敗，重新初始化MC35模塊，發(fā)送信息[4]。（3）接收：當(dāng)收到短信時(shí)，發(fā)送”“AT+CMGR=X”從SIM卡讀取短消息并調(diào)用短信處理程序作相應(yīng)轉(zhuǎn)換。
5.2.2 GPRS聯(lián)網(wǎng)在Linux下的實(shí)現(xiàn)
GPRS聯(lián)網(wǎng)是Linux的PPP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。因此在編譯內(nèi)核時(shí)需要增加Linux內(nèi)核的PPP支持[5]。然后根據(jù)程序中提供的配置信息，包括移動(dòng)的APN*/為“CMNET”，通訊協(xié)議IP，撥號(hào)號(hào)碼 “*99***1#”，串口設(shè)備號(hào)/dev/ttyS2，波特率9600，用戶名，密碼等信息配置PPP協(xié)議需要的5個(gè)腳本和配置文件：ppp-on、 ppp-off、options.gprs、dialer.gprs、pap-secrets。完成設(shè)置后，運(yùn)行ppp-on，就可以進(jìn)行GPRS撥號(hào)；運(yùn)行ppp-off斷開連接。
GPRS聯(lián)網(wǎng)流程（控制器作為客戶端）：(a)當(dāng)用戶希望通過網(wǎng)絡(luò)訪問GPRS模塊時(shí)可以通過短信方式向主機(jī) GPRS模塊發(fā)送聯(lián)網(wǎng)命令，包括用戶的IP地址和相關(guān)配置信息。(b)主機(jī)根據(jù)用戶短信獲得GPRS上網(wǎng)連接的配置信息，并生成對(duì)應(yīng)的撥號(hào)腳本文和配置文件。調(diào)用ppp-on腳本進(jìn)行PPP撥號(hào)。(c)判斷PPPD是否撥號(hào)成功，標(biāo)志是能否生成ppp0網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。(d)在數(shù)據(jù)傳輸過程中通過看門狗實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)掉線時(shí)，主機(jī)保存當(dāng)前數(shù)據(jù)狀態(tài)，重新啟動(dòng)GPRS模塊并恢復(fù)連接。(e)結(jié)束本次任務(wù)時(shí)，用戶在網(wǎng)上發(fā)送命令，讓控制器調(diào)用ppp- off，斷開連接。
5.3系統(tǒng)軟件流程
軟件流程如圖2所示，系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，首先對(duì)包括串口，LCD，鍵盤， GPRS模塊以及網(wǎng)絡(luò)配置文件等做相應(yīng)的初始化。并檢測GPRS模塊和主機(jī)是否通訊正常。然后開始對(duì)從機(jī)進(jìn)行輪詢，發(fā)現(xiàn)警情時(shí)，讀取并存儲(chǔ)報(bào)警信息，啟動(dòng)報(bào)警器并將相應(yīng)的報(bào)警信息通過撥號(hào)和短信的方式通知用戶。當(dāng)收到用戶命令時(shí)，先判斷用戶的控制方式，再做出做出回應(yīng)。
6 總結(jié)與展望
本文介紹了一種基于ARM-Linux和GPRS技術(shù)的家庭智能控制終端，并通過RS485總線解決了家用設(shè)備的布線及控制器對(duì)設(shè)備的控制問題。文中給出了詳細(xì)的系統(tǒng)架構(gòu)方案。從軟、硬件兩方面給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。整套方案對(duì)家庭智能控制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中存在的主要問題提出詳細(xì)的解決方案，并且在實(shí)踐中證明了其可實(shí)施性。此外，由于該控制器具備GPRS控制器的基本功能，只需在應(yīng)用程序部分做相應(yīng)修改，可用作其它無線遠(yuǎn)程控制設(shè)備，具有通用性和可擴(kuò)展性。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/151309.htm
評(píng)論