【正文】 RS網(wǎng)絡資源，發(fā)揮網(wǎng)絡覆蓋率高、永遠在線等優(yōu)勢，為現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)提供一種便捷的無線傳輸方式。的確，在當今社會中，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于信息家電、移動通訊、手持通信終端、儀器儀表、航空航天以及工業(yè)控制等領域，為人們工作和生活帶來了極大的便利，是當前研究最為熱門的領域之一。如何利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)無線終端，并通過GPRS 無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸是一個具有實用意義的研究。電話線：就是利用現(xiàn)有的公用電話網(wǎng)為依托，采用調(diào)制解調(diào)器和公用電話網(wǎng)的交換機系統(tǒng)，在兩個通信實體之間建立起通信通道。(3)基于GSM的短消息數(shù)據(jù)傳輸GSM除語音業(yè)務外，另有基于短消息數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。(4)基于GPRS的分組數(shù)據(jù)傳輸通用分組無線業(yè)務，是一種新的GSM數(shù)據(jù)傳輸服務，它將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式在PLMN(公眾陸地移動電話網(wǎng))內(nèi)或其他連接到PLMN的外部網(wǎng)絡間傳輸。GSM短消息方式可以實現(xiàn)主動上報；缺點是按條收費，運行費用高，而且在節(jié)假日短消息中心服務器繁忙時延時相當長。(2)下位機主要負責監(jiān)測并接收數(shù)據(jù)采集單元提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理，通過加密隧道向上位機傳輸數(shù)據(jù)；同時接收上位機下發(fā)命令，控制數(shù)據(jù)采集單元。傳統(tǒng)為有線方式，對GPRS 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)而言，則是GPRS無線傳輸隧道。 本文關(guān)注的是下位機無線數(shù)據(jù)傳輸功能模塊的實現(xiàn)。電源部分為各功能模塊部分提供電源支持，主控部分與存儲部分為主從模式，存儲主要的參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)。由于工業(yè)環(huán)境一般比較惡劣，噪聲較多，對溫度范圍要求較寬，要使無線數(shù)據(jù)終端能夠在工業(yè)現(xiàn)場穩(wěn)定可靠的運行，所選器件必須考慮上述要求。從應用的廣泛度考慮，硬件平臺的核心選擇采用ARM微處理器／微控制器系列。LPC2132是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7 TDMISTM CPU的微控制器，并帶有64kB的高速Flash存儲器。寬范圍的串行通信接口和片內(nèi)16kB的SRAM使LPC2132非常適用于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、軟modem、聲音辨別和低端成像，為它們提供巨大的緩沖區(qū)空間和強大的處理功能。單個電源供電，含有上電復位（POR）和掉電檢測（BOD）電路。MCS51單片機普遍性強，應用廣泛，價格便宜。最后根據(jù)系統(tǒng)要求選擇LPC2132。MG2639 模塊基帶處理器集成了符合ISO 78163 標準的SIM 卡接口，MG2639 或3V 的SIM 卡。 ARM微處理器的傳統(tǒng)開發(fā)工具是ADS，ADS（ARM Developer Suite）是在1993年由Metrowerks公司開發(fā)的，是ARM處理器下最主要的開發(fā)工具。很多ARM開發(fā)軟件（例如Keil）也是借用的ADS的編譯器。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。用戶可以通過AT指令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務、傳真等方面的控制。AT指令在此基礎上演化并被加入GSM07．05標準以及現(xiàn)在的GSM07．07標準。其他的一些非預期的信息(如有人撥號進來、線路無信號等)，模塊將有對應的一些信息提示，接收端可做相應的處理。但是，由于匯編語言開發(fā)的復雜性，它并不是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般選擇。 模塊化設計，簡單地說就是程序的編寫不是開始就逐條錄入計算機語句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來，并定義和調(diào)試好各個框架之間的輸入、輸出鏈接關(guān)系。程序模塊開發(fā)設計，有利于團隊成員間的合作和分工，使嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)周期變短。工業(yè)現(xiàn)場的電源多為12V或24V的開關(guān)電源，而且工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，為了滿足工業(yè)現(xiàn)場的需求，為保證系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，我們選用的供電模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊都要從性價比高、帶負載能力強等方面考慮選型。同時為了縮小產(chǎn)品的尺寸，選擇的芯片封裝為貼片形式。MG2639 。當輸出電壓過低時，延時檢測發(fā)出復位信號。系統(tǒng)上電后，SP706S 自動產(chǎn)生200ms 低電平復位信號，使MCU 正常復位。每次反轉(zhuǎn)WDI 輸入狀態(tài)都能夠清除SP706S 內(nèi)部的看門狗定時器，從而確保/WDO 不會輸出低電平（為保證可靠，喂狗間隔應當小于1s）。CON2為程序下載短接端口，需下載程序時，在上電短接CON2，這樣上電后LPC2132自動進入下載模式。均為工業(yè)級芯片。UC0504A集成了四個TVS管，在A、B線路上各接一個TVS管，瞬態(tài)電壓抑制器TVS可以有效的保護器件免遭瞬態(tài)高壓的損害，它可以瞬間由高阻態(tài)變成低阻態(tài)，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。利用三極管開關(guān)特性進行電平轉(zhuǎn)換。開機狀態(tài)：D4指示燈滅；找網(wǎng)狀態(tài)：D4指示燈以3Hz 頻率閃爍；Idle 狀態(tài)：D4指示燈以1Hz 頻率閃爍；Traffic 狀態(tài)（通話、上網(wǎng)等）：D4指示燈以5Hz 頻率閃爍。鑒于本系統(tǒng)功能需求，用到的引本設計主要用到的是數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。并且在4 路SIM 卡信號上都加了電容值為22PF的濾波電容。它是以I2C總線的方式進行讀寫訪問。在實際應用中的數(shù)據(jù)收集和保存，F(xiàn)RAM提供了一個更優(yōu)越的解決方案。目前，長時間的EEPROM寫時間可能導致寫損壞，F(xiàn)RAM的寫入時間可以在一微秒內(nèi)快速完成。由于高擦寫次數(shù)，F(xiàn)RAM作出理想的系統(tǒng)日志。FMWP接高電平時寫保護。其次是對GPRS登陸參數(shù)進行設置，包括連接的IP和相應的端口號。可編程分配機制意味著不同外設的中斷優(yōu)先級可以動態(tài)分配并調(diào)整。32個請求中的任意一個都可分配到16個向量IRQ slot中的任意一個。IRQ 服務程序可通過讀取VIC的一個向量地址寄存器跳到相應地址。以此來設定各中斷源的優(yōu)先級。輸入頻率通過一個電流控制振蕩器（CCO）倍增到范圍10MHz~60MHz（CPU頻率范圍）。PLL的激活由PLLCON 寄存器控制。對 PLLFEED 寄存器的操作可以實現(xiàn)這一序列。PLL輸出頻率（當PLL激活并連接時）由下式得到：cclk = M * FOSC或cclk= FCCO / (2*P) ，CCO頻率可由下式得到： FCCO = cclk * 2 * P 或 FCCO = FOSC * M * 2 * P 。外設工作頻率由VPB分頻器決定。串口的初始化一是要設置串口通信的波特率，二是要設置發(fā)送接受的字符格式，三是要使能接收中斷。當訪問UART0 除數(shù)鎖 存寄存器時，U0LCR中的除數(shù)鎖存訪問位（DLAB）必須為 1。4個32位的匹配通道，4個32位匹配寄存器，4個對應于匹配寄存器的外部輸出。一是對波特率進行設置，通過設置I2SCLH和I2SCLL進行配置I2C時鐘高低電平的占空比，二是使能I2C。接下來的是數(shù)據(jù)字節(jié)流。接下來從機向主機發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)。出現(xiàn)停止條件或重復的起始條件時傳輸結(jié)束。根據(jù)本系統(tǒng)的需要，LPC2132的I2C設置為主機為主接受和主發(fā)送模式。 系統(tǒng)中要對登陸的IP地址和建立TCP連接的網(wǎng)絡端口號等信息進行非易失性存儲，又因為鐵電存儲器FM24CL64為I2C接口，所以I2C主要用在對參數(shù)數(shù)據(jù)的讀寫上。結(jié)束寫數(shù)據(jù)子程序。參數(shù)配置過程首先發(fā)送提示信息，等待參數(shù)輸入，若有參數(shù)輸入，原樣發(fā)出等待確認，正確則進入登陸，不正確重新輸入相關(guān)參數(shù)。就需要協(xié)議來完成各層之間的相互關(guān)系。只有對方同意，才能開始通訊。主機B的確認連接包的TCP報頭中的報文性質(zhì)碼標志為ACK。圖 SYN標志位和ACK標志位 ，建立連接有第三個包，是主機A對主機B的連接確認。第二個連接請求包到達主機B，保證了連接的建立。 當通訊結(jié)束時，發(fā)起連接的主機應該發(fā)送拆除連接的報文包，通知對方主機關(guān)閉相應的TCP進程，釋放所占用的資源。維持連接的報文包的英語名稱：keepalive。然后設置APN，打開GPRS連接，附著網(wǎng)絡。 由于本系統(tǒng)采用的MG2639無線通訊模塊已經(jīng)內(nèi)嵌了TCP\IP協(xié)議，因此就不再涉及協(xié)議棧的建立與分開的復雜過程，數(shù)據(jù)由下位機傳入后通過無線模塊自動加入?yún)f(xié)議信息，直接經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸即可進入上位機完成數(shù)據(jù)的透明傳輸。以下為數(shù)據(jù)解析流程圖：圖 數(shù)據(jù)的接收緩存處理 數(shù)據(jù)接收緩存時，當數(shù)據(jù)量相對較多時，需要對數(shù)據(jù)進行緩存處理，防止數(shù)據(jù)由于存儲不當和接受不過來而導致數(shù)據(jù)的丟失。系統(tǒng)采用定時來判斷數(shù)據(jù)是否接受完畢，串口中斷的優(yōu)先級高于定時器，這就使得當有數(shù)據(jù)接收時不會被其他中斷打擾。如果在10分鐘內(nèi)無數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)向網(wǎng)絡發(fā)送心跳包，保持鏈路處于連接狀態(tài)。如果是下行數(shù)據(jù)，首先解析數(shù)據(jù)，然后計算剩余有效數(shù)據(jù)，把有效數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機。硬件調(diào)試是硬件開發(fā)必須經(jīng)過的過程。原理圖器件與PCB封裝是否對應。檢查關(guān)鍵電路是否連接。，一般通過割線的方法進行處理。程序通過Keil uVision4編譯連接生成代碼，通過LPC2000 Flash Utility 下載。同時在此基礎上對主頻和IO口進行軟件調(diào)試。 再次是對上下行數(shù)據(jù)處理程序進行調(diào)試，在調(diào)試這部分程序時，用了比較多的測試點，通常加入的測試點為向串口發(fā)送一個特定字符，用來判斷程序執(zhí)行的位置和程序運行的結(jié)果，以此來判斷功能的實現(xiàn)情況。 最后把各功能模塊逐次加入，進行軟件程序的總體通調(diào)，系統(tǒng)各功能實現(xiàn)沒有問題后，加入看門狗喂狗程序。6 總結(jié)與展望 總結(jié) 隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的設備需要進行遠程數(shù)據(jù)傳輸，而現(xiàn)有的有線傳輸不能滿足人們的需求。根據(jù)GPRS的特點和系統(tǒng)的具體要求。 3. 深入研究了ARM，了解了ARM不僅是一家公司，還是一種處理器內(nèi)核和架構(gòu)，同時是一種產(chǎn)品。 7．學習并深入研究了LPC2132各模塊的基本功能。 3．對于數(shù)據(jù)的緩存處理，本文只是涉及存儲容量的問題，而沒有涉及數(shù)據(jù)緩存處理的具體方法。本文沒有涉及這一部分的內(nèi)容。嵌入式操作系統(tǒng)是未來實現(xiàn)這個目標的核心技術(shù)。嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。 展望未來社會的發(fā)展，智能化產(chǎn)品將會越來越多，人們的生活將會變得越來越豐富多彩，伴隨無線通信和嵌入式的快速發(fā)展，高品質(zhì)、智能化的生活將會走入千家萬戶。 首先感謝我的指導老師姚福強老師和校外指導老師翟緒梅老師，本文正是在兩位老師的悉心指導下完成的。她嚴謹?shù)难邪l(fā)態(tài)度，對待工作認真負責的精神是我今后工作的楷模和榜樣！ 其次感謝山東力創(chuàng)科技有限公司。 再次感謝兩年來和睦相處、共同進步的同學們，謝謝你們的照顧