專(zhuān)利名稱(chēng)：基于gprs的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本發(fā)明涉及到兩大熱點(diǎn)技術(shù)嵌入式技術(shù)和通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS (General Packet Radio Service)技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來(lái)越多地出現(xiàn)在消費(fèi)類(lèi)、通訊類(lèi)的電子產(chǎn)品中。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，要求系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)和管理大量的數(shù)據(jù)。嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的通信方式采用基于通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(GPRS)技術(shù)。GPRS是為無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)量身定造的，該技術(shù)提供端到端的、廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接，具有隨時(shí)查詢(xún)、連接時(shí)間短、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、設(shè)備成本低、維護(hù)費(fèi)用小、收費(fèi)合理、價(jià)格便宜、適合不定期、長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎T多優(yōu)點(diǎn)。因此，基于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在目前的電力系統(tǒng)、天然氣等資源的監(jiān)測(cè)中具有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述，特此基于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).此系統(tǒng)集成了當(dāng)今兩大技術(shù)嵌入式技術(shù)和通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS (General Packet Radio Service)技術(shù)。
具體實(shí)施例方式首先此系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，基于ARM9的$3C2410X是Samsung公司推出的16/32位RISC微處理器$3C2410X，它為手持設(shè)備和一般類(lèi)型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能的解決方案。S3C2410X采用ARM920T內(nèi)核和AMBA總線(xiàn)，并增添了豐富的外圍資源，其中包括本系統(tǒng)使用的8通道的10位ADC。GPRS模塊采用WavecomQ2403A，它是雙頻GSM/GPRS MODEM模塊，在短消息服務(wù)方面，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的ΜΤ&Μ0、短消息區(qū)域廣播、回復(fù)呼叫信息、電話(huà)簿、記費(fèi)等。本系統(tǒng)把遠(yuǎn)程采集到的電量分為正常值和異常值兩種。用戶(hù)在用戶(hù)端的宿主機(jī)上按下編輯短信功能鍵，開(kāi)始編輯短信，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將編輯好的短信息傳送到用戶(hù)端的GPRS模塊，遠(yuǎn)程端通過(guò)現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程端的GPRS模塊，模塊接收到用戶(hù)的查詢(xún)信息之后，將信息內(nèi)容交給遠(yuǎn)程端的$3C2410X進(jìn)行判斷，判斷用戶(hù)選擇的功能。當(dāng)程序確認(rèn)用戶(hù)要查詢(xún)電量值時(shí)，程序調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換模塊函數(shù)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換模塊，去讀取電跫值，并將電量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送給遠(yuǎn)程端的$3C2410X，這樣系統(tǒng)已經(jīng)按照用戶(hù)的需求檢測(cè)了電量值。然后，系統(tǒng)將進(jìn)入信息發(fā)送的階段，遠(yuǎn)程端的$3C2410X將準(zhǔn)備好的二進(jìn)制電壓值及相關(guān)信息送入遠(yuǎn)程端的GPRS模塊，再以短信的形式傳回給用戶(hù)端。用戶(hù)通過(guò)在用戶(hù)端的宿主機(jī)上鍵人接收短信功能鍵后，在屏幕上看到接收到的短信內(nèi)容。如果此時(shí)的電量值在系統(tǒng)規(guī)定的安全電量值內(nèi)，查詢(xún)過(guò)程到此結(jié)束；如果此時(shí)電量值超出系統(tǒng)規(guī)定電量值，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)。電機(jī)啟動(dòng)意味著可以帶動(dòng)其他裝置，做出相應(yīng)的控制調(diào)整。其次系統(tǒng)遠(yuǎn)程端的程序設(shè)計(jì)；遠(yuǎn)程端使用的是斗C/0S-1I操作系統(tǒng)。IxC/OS-1I是面向中小型的嵌入式操作系統(tǒng)，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。應(yīng)用程序運(yùn)行之前，要給設(shè)備加載驅(qū)動(dòng)程序，這樣應(yīng)用程序才能在系統(tǒng)中正常運(yùn)行。程序開(kāi)始運(yùn)行后首先進(jìn)行各個(gè)模塊的初始化，包括嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板的初始化、GPRS模塊的初始化、電機(jī)模塊的初始化和ADC的初始化；其后，程序會(huì)設(shè)置好短信息的類(lèi)型，并進(jìn)入等待接收短信息狀態(tài)。當(dāng)有短信接收到后，程序?qū)⑷〕鲂畔⒅械膬?nèi)容，進(jìn)行判斷信息所選擇的功能。遠(yuǎn)程端的程序功能有3種:“G”代表查詢(xún)A/D轉(zhuǎn)換值，“S”代表停止電機(jī)，其他信息程序會(huì)自動(dòng)返回操作錯(cuò)誤提示信息。如果信息的內(nèi)容是“G”，則程序會(huì)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，將寄存器ADCCON的ENABLE-START位置“ 1”，之后循環(huán)查詢(xún)寄存器ADCCON的ECFLG位等待轉(zhuǎn)換的完成。一旦此位被置“ I ”，說(shuō)明轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，程序會(huì)判斷轉(zhuǎn)換值是否大于3 (此值根據(jù)系統(tǒng)需要任意設(shè)定)，如果大于等于3，則起動(dòng)電機(jī)，回復(fù)帶有電壓值的短信息；如果小于3，直接回復(fù)短信息。短信回復(fù)后，程序會(huì)繼續(xù)回到等待短信的狀態(tài)，循環(huán)往復(fù)。遠(yuǎn)程端的ADC模塊包括3個(gè)函數(shù):初始化ADC函數(shù)(void init ADdevice ()) >獲取AID轉(zhuǎn)換值函數(shù)(imGetADresult (int channel))和A/D轉(zhuǎn)換工作函數(shù)(externchar*SetAdc (void))。初始化ADC函數(shù)在系統(tǒng)主函數(shù)中調(diào)用。A/D轉(zhuǎn)換工作函數(shù)是一個(gè)返回字符型指針值的函‘?dāng)?shù)，該函數(shù)首先定義了一些變量、數(shù)組和指針，然后調(diào)用獲取A/D轉(zhuǎn)換值函數(shù)獲得轉(zhuǎn)換后的電量值。此時(shí)的電量值為二進(jìn)制代碼，而要想在短信中傳輸，數(shù)據(jù)必須是字符串形式，所以接下來(lái)程序?qū)⒃瓉?lái)的二進(jìn)制電壓值轉(zhuǎn)換成ASCII形式，并增加了一些輔助信息組成字符串，最終函數(shù)將字符串的首地址傳回。遠(yuǎn)程端短信發(fā)送模塊只包括I個(gè)短信發(fā)送函數(shù)，首先函數(shù)通過(guò)AT+CMGF = I指令設(shè)置短信格式，然后用AT+CMGS指令來(lái)發(fā)送短信。函數(shù)的兩個(gè)形參指針?lè)謩e指向收信人電話(huà)號(hào)碼和短信內(nèi)容。遠(yuǎn)程端電機(jī)模塊包括電機(jī)模塊初始化函數(shù)(voidinit_.MotorPortO)和電機(jī)工作函數(shù)(void SetPWM(int val.he)),與ADC的初始化函數(shù)相同，電機(jī)模塊初始化函數(shù)在系統(tǒng)主函數(shù)中被調(diào)用。電機(jī)工作函數(shù)唯一的任務(wù)就是啟動(dòng)電機(jī)，其中形參(int value)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，如果它為O。即實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的停止功能。第三，系統(tǒng)用戶(hù)端的程序設(shè)計(jì)；用戶(hù)端主要由用戶(hù)在PC機(jī)的Linux操作系統(tǒng)下控制，它的主要功能就是短信的收發(fā)和閱讀。程序開(kāi)始后，首先初始化串口，使PC機(jī)和嵌入式系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，以便用戶(hù)可以在PC機(jī)上操作；然后打印提示信息，此時(shí)用戶(hù)可以根據(jù)屏幕上的信息進(jìn)行操作。用戶(hù)可選的功能有3種:“1”代表發(fā)送短信息，“2”代表閱讀接收到的短信息，“3”代表退出整個(gè)工作環(huán)境。當(dāng)用戶(hù)在鍵盤(pán)上鍵入“I”后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入發(fā)短信的模式，用戶(hù)只需根據(jù)屏幕上的信息輸入電話(huà)號(hào)碼和短信內(nèi)容就可成功發(fā)送短信到遠(yuǎn)程端；當(dāng)用戶(hù)鍵入“2”后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入讀短信的模式，此時(shí)屏幕上會(huì)顯示出所收短信的內(nèi)容；當(dāng)用戶(hù)鍵入“3”后，屏幕上顯示結(jié)束語(yǔ)，系統(tǒng)退出工作環(huán)境，并關(guān)閉串口 ；如果用戶(hù)再鍵入“I”或“2”，則當(dāng)程序運(yùn)行完發(fā)送短信子程序或讀短信子程序后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回到功能選擇提示信息，等待用戶(hù)選擇。用戶(hù)端短信發(fā)送模塊程序在Linux操作系統(tǒng)下運(yùn)行。它與遠(yuǎn)程端的短信發(fā)送函數(shù)的不同之處在于此信息的電話(huà)號(hào)碼和內(nèi)容均需要用戶(hù)鍵入，所以多了一個(gè)采集鍵值的過(guò)程。用戶(hù)端閱讀短信模塊用于用戶(hù)閱讀接收到的短信息。AT+CMGL指令用于列出SIM卡中的短信息。其中信息有五種情況:未讀(REC UNREAD)、已讀(RECREAD)、待發(fā)(ST0UNSENT)、已發(fā)(STO SENT)和全部(ALL)。本程序中使用了全部(ALL)，當(dāng)用戶(hù)選擇此功能時(shí)，屏幕上會(huì)列出所有接收到的短信息。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，將2張不同的SlM卡裝入遠(yuǎn)程端和用戶(hù)端的GPRS模塊；安裝遠(yuǎn)程端的驅(qū)動(dòng)程序，燒寫(xiě)txC/OS-1I操作系統(tǒng)，配置用戶(hù)端PC機(jī)上的Linux RedHat9.0 ;給用戶(hù)端的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板燒制bootloader、arm-Linux內(nèi)核,并建立文件系統(tǒng)。將遠(yuǎn)程端的應(yīng)用程序，編譯后發(fā)送到遠(yuǎn)程端的嵌入式開(kāi)發(fā)板上，運(yùn)行程序。在用戶(hù)端，把設(shè)計(jì)好的應(yīng)用程序復(fù)制到/nfs文件，使用交叉編譯的方法編譯用戶(hù)端的應(yīng)用程序。至此，系統(tǒng)的軟硬件已經(jīng)配置好，隨時(shí)可以使用。經(jīng)過(guò)調(diào)試與檢測(cè)，系統(tǒng)各項(xiàng)功能均已滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可以正常使用了。
權(quán)利要求
1.關(guān)于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):該系統(tǒng)集成了當(dāng)今兩大技術(shù)嵌入式技術(shù)和通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù) GPRS (General Packet Radio Service)技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程端的程序設(shè)計(jì)、2用戶(hù)端程序設(shè)計(jì)兩在部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的基于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特點(diǎn): (1)自主性強(qiáng):用戶(hù)可根據(jù)自己的需求隨時(shí)查詢(xún)； (2)實(shí)時(shí)性強(qiáng):本系統(tǒng)沒(méi)有過(guò)多造成延時(shí)的因素，幾秒內(nèi)就能將采集好的電量數(shù)據(jù)傳送回用戶(hù)端，使用戶(hù)能夠了解到實(shí)時(shí)的電量值； (3)費(fèi)用低:因GPRS采用的是“按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)”的原則； (4)速率快:目前的GPRS技術(shù)是基于GSM公用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的2.5代無(wú)線(xiàn)傳輸于段。理論上最高速率可達(dá)170kb/s (5)結(jié)構(gòu)小巧:本系統(tǒng)充分利用了嵌入式系統(tǒng)功耗低、體積小的優(yōu)點(diǎn)，用戶(hù)端經(jīng)過(guò)改造甚至可以成為一種供野外監(jiān)控人員使用的手持設(shè)備。
全文摘要
基于GPRS的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹了基于GPRS的通信方式.采用嵌入式ARM9微處理器S3C2410X作為主控制器，通過(guò)短信息方式實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程端數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在系統(tǒng)的遠(yuǎn)程端和用戶(hù)端，分別使用pLC/OS-II和Linux為操作系統(tǒng)。用戶(hù)端通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)出檢測(cè)信息，遠(yuǎn)程端將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送回到指定用戶(hù)端，以此作為管理和監(jiān)控人員統(tǒng)計(jì)和處理的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確實(shí)用的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的參考價(jià)值。
文檔編號(hào)G08C17/02GK103093595SQ20111034603
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者楊際榮 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江華揚(yáng)信息科技有限公司