數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)在輸電線路運檢導(dǎo)航中的應(yīng)用
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近年來，嵌入式技術(shù)發(fā)展迅速。嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，適合應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)具有傳統(tǒng)的微機系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。首先，硬件集成度高，程序可固化在FLASH／ROM等芯片中，不易破壞，因此系統(tǒng)可靠性大大提高；其次，隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，高端微型處理器和SoC廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)的體積不斷減小，攜帶和使用非常方便；再次，嵌入式系統(tǒng)易擴展出輸入／輸出(I／O)接口來實現(xiàn)各種功能；最后，嵌入式系統(tǒng)具有成本低、開發(fā)周期短的特點。
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信可以采用多種形式，但主要的有兩大類：專用網(wǎng)絡(luò)和公用網(wǎng)絡(luò)。公用網(wǎng)絡(luò)由商業(yè)網(wǎng)絡(luò)運營公司建設(shè)和經(jīng)營，向用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，特別適合構(gòu)建低成本、高性能數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。公用網(wǎng)絡(luò)又分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)，而無線網(wǎng)絡(luò)具有接入方便等獨特的優(yōu)勢，因而可以非常方便地構(gòu)建移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
隨著我國電網(wǎng)的不斷擴大，輸電線路越來越多、越來越復(fù)雜，給線路運檢人員日常維護和檢修造成了一定的困難。輸電線路運檢人員一般工作在野外，需要用導(dǎo)航系統(tǒng)來識別路徑，當(dāng)遇到危險情況下尋求救援時也需要將自己的位置信息傳輸給監(jiān)控中心。而目前普遍使用的手持定位系統(tǒng)和車載定位系統(tǒng)只能實現(xiàn)市區(qū)和主干道上的導(dǎo)航，不能滿足輸電線路運檢導(dǎo)航的需要。輸電線路運檢導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計有效地解決了目前導(dǎo)航系統(tǒng)的弊端。
本文重點是解決輸電線路運檢導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸問題，采用GPRS技術(shù)結(jié)合Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)。關(guān)于應(yīng)用嵌入式技術(shù)和無線移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，實現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)出現(xiàn)了不同的研究方案，并充分展現(xiàn)了其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和前景。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計
整個系統(tǒng)由手持終端和遠(yuǎn)端服務(wù)器構(gòu)成，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。手持終端設(shè)備通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與監(jiān)控中心服務(wù)器之間的通信，使得當(dāng)監(jiān)控中心接入Internet網(wǎng)絡(luò)時能夠接收來自手持終端的數(shù)據(jù)，并在監(jiān)控中心大屏幕上顯示。
手持終端采用ARM-Linux系統(tǒng)。系統(tǒng)的核心部件ARM(AdvancedRISC Machines)處理器是專門針對嵌入式設(shè)備設(shè)計的，是目前構(gòu)造嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的首選，采用RISC(精簡指令集計算機)架構(gòu)的ARM微處理器具有體積小、低功耗、低成本、高性能的特點。而Linux操作系統(tǒng)可公開獲得的源代碼已經(jīng)在性能、功能、驅(qū)動開發(fā)和可移植性等方面經(jīng)歷了無數(shù)的改進、增強及擴充，其操作系統(tǒng)代碼可裁減，所以采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)可以大大提高系統(tǒng)的可靠性，充分發(fā)揮處理器的多任務(wù)潛力，提高開發(fā)效率和縮短開發(fā)周期。
2 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)
手持終端硬件結(jié)構(gòu)主要分為以下幾個部分：ARM處理器及其擴展接口、觸摸屏、電源、GPS模塊、GPRS模塊等。手持終端硬件平臺以S3C2410控制器為核心，其他模塊通過它的內(nèi)部接口，輔助以設(shè)計的外部電路來完成相應(yīng)的功能。
S3C2410自帶3通道UART，這里使用的串口2與GPRS模塊相連，如圖2所示。由圖中可以看出GPB6～8代替了串口2的CTS，DCD和DTR握手信號，因此要在串口驅(qū)動中將原來對于串口2“DCD，DTR，CTS”信號操作的地方，改成相應(yīng)對“GPB6～8”的操作；此外，因為要給MC35i模塊“IGT”引腳至少100 ms的低脈沖用于啟動MC35i模塊，而這個脈沖是通過由軟件的方法對-GPB9腳寫0和1來產(chǎn)生，因此要在驅(qū)動中串口初始化的部分添加這個脈沖產(chǎn)生的代碼，用于啟動GPRS模塊。
系統(tǒng)使用的嵌入式Linux內(nèi)核版本是2．6．14，其中串口驅(qū)動的部分位于ARM板內(nèi)核的kernel／driv-ers／serial和／kernel／drivers／char／目錄下。其中串口初始化部分位于／kernel／drivers／serial／serials3c2410．c文件中。對其進行如下修改：
對于握手信號的處理位于／home／guoguo／kernel／drivers／char／serial．c文件中。主要需要修改的函數(shù)有：check_modem_status()，get_modem_info()，block_til_ready()，line_info()，autoconfig()等函數(shù)。
上述的函數(shù)中都有涉及到讀握手信號的狀態(tài)進行判斷操作，而讀握手信號值主要是通過讀modem狀態(tài)寄存器的值來實現(xiàn)，在內(nèi)核中modem狀態(tài)寄存器被定義為UART_MSR，UART_MSR共8 b，從高到低每個bit依次代表的是DCD，RI，DSR，CTS，DDCD，TERI，DDSR，DCTS的值(高低電平)，因此要將這些函數(shù)中對UART MSR的狀態(tài)值status進行判斷處理前，相應(yīng)的位賦上正確的值，這個值從相應(yīng)的GPIO腳來獲取。
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