【正文】 作者雖然對煤礦產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)中的若干問題進行了研究，取得了一些有意義的成果，然而對于這樣一個嶄新的課題，尚有許多內(nèi)容需要繼續(xù)研究，并且由于水平有限，錯誤和不當之處在所難免，敬請前輩師長批評指正。分析了終端和計算機中心的各種連接方式的優(yōu)缺點，確定了GPRS的組網(wǎng)方式。圖58 數(shù)據(jù)庫添加信息● 防作弊功能，主要是通過窗口實現(xiàn)。再為應用程序中的窗體添加相應的數(shù)據(jù)控件系統(tǒng)可實現(xiàn)了如下功能：● 可實時礦產(chǎn)品出礦信息(編號、礦井名稱、礦產(chǎn)名稱、日期、重量(t)、時間等。Delphi中的DataSnap技術(shù)是通過一組數(shù)據(jù)連接組件來實現(xiàn)客戶端與應用服務器兩者之間的數(shù)據(jù)傳送，使用這些組件，客戶端可以輕松的得到應用服務器上的數(shù)據(jù)。利用Delphi可以開發(fā)單層結(jié)構(gòu)、兩層結(jié)構(gòu)、和多層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫應用程序。　　(6)擁有強大的網(wǎng)絡開發(fā)能力，能夠快速的開發(fā)B/S應用，它內(nèi)置的IntraWeb和ExpressWeb使得對于網(wǎng)絡的開發(fā)效率超過了其他任何的開發(fā)工具。Delphi包含許多可以重復使用的部件，允許用戶控制Windows的開發(fā)效果。 　　(3)提供了許多快速方便的開發(fā)方法，使開發(fā)人員能用盡可能少的重復性工作完成各種不同的應用。由于Delphi編譯器采用了條件編譯和選擇鏈接技術(shù)，使用它生成的執(zhí)行文件更加精煉，運行速度更快。　　Delphi擁有一個可視化的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言ObjectPascal和基于部件的開發(fā)結(jié)構(gòu)框架。作者選用Delphi作為前臺應用程序開發(fā)軟件，其優(yōu)勢是：由Borland公司推出的Delphi是的可視化編程環(huán)境，為我們提供了一種方便、快捷的Windows應用程序開發(fā)工具。(8) 選擇圖4上的“事務日志”標簽頁，對事務日志進行設置，如圖54所示。默認時是用數(shù)據(jù)庫名作為主數(shù)據(jù)文件名的前綴。每個數(shù)據(jù)庫必須至少一個日志文件，也可以有多個日志文件。畏怯輔助文件還可以建立在多個磁盤驅(qū)動器上，這樣就可以利用多個磁盤上的存儲空間，并提高數(shù)據(jù)存放的并發(fā)性。數(shù)據(jù)文件又包括：主數(shù)據(jù)文件和輔助數(shù)據(jù)文件。一頁是一塊8KB的連續(xù)磁盤空間，頁是存儲數(shù)據(jù)的最小單位。還可以包括輔助數(shù)據(jù)庫文件。數(shù)據(jù)文件用于存放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，日志文件用于存放對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的操作記錄。同時對目前流行的擴展標記語言提供很好的技術(shù)支持。 4，Microsoft SQL Server 2000的高可靠性和伸縮性。Microsoft SQL Server 2000非常明顯的改進就是增加了OLAP(聯(lián)機分析處理)功能，這可以讓很多用戶使用數(shù)據(jù)倉庫的特性進行分析。尤其是它可以直接存貯 XML數(shù)據(jù)，可以將搜索結(jié)果以XML格式輸出等特點，有利于構(gòu)建了異構(gòu)系統(tǒng)的互操作性，奠定了面向互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)應用和服務的基石。在體系結(jié)構(gòu)上具有多線程單進程服務器、支持異步FO以及多處理器平行處理技術(shù)的特點。 數(shù)據(jù)庫的設計 數(shù)據(jù)庫的選型目前流行的windows NT和UNIX的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要有IBM DB2, ORACLE, Informix和Microsoft SQL Server 2000。數(shù)據(jù)的接收發(fā)送具體工作流程如圖49所示。來自Internet、標識有移動臺地址的III包，由GGSN接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動臺上。終端發(fā)送和讀取短消息的流程分別如圖4圖47所示。為了發(fā)送大于一條短消息所能容納的數(shù)據(jù)表格，采取了將數(shù)據(jù)自動切分為幾條短消息依次發(fā)送的策略?？梢岳孟蚪K端發(fā)送短信信及時配置終端GPRS上網(wǎng)參數(shù)、激活終端發(fā)起連接。 (4)啟動最高優(yōu)先級任務函數(shù)__OS StartHighRdy此函數(shù)是由函數(shù)OSStart()調(diào)用的，其功能是讓進入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務運行。(2)任務級切換函數(shù)OS_TASK_SWO 此函數(shù)是任務級的任務切換函數(shù)，它是當任務因為被阻塞而主動請求CPU調(diào)度時被執(zhí)行，由于此時的任務切換都是在非異常模式下進行的，因此區(qū)別于中斷級別的任務切換。由于ARM處理器核兩個指令集的指令長度不同，在不同的指令集中SWI指令的功能號所處的位段也不同，因此在這部分軟件中斷服務程序的匯編語言代碼中先判斷處理器所處的指令集狀態(tài)，在不同的指令集狀態(tài)下由不同的指令獲得軟中斷功能號，然后判斷所獲軟中斷功能號為0還是1。例如：關(guān)中斷的代碼OS_ENTER_CRITICAL()的實現(xiàn)代碼為： __asm{MRS RO, SPSRORR RO , RO, NoIntMSR SPSR c, RO } (3)啟動最高優(yōu)先級就緒任務函數(shù)OSStartHighRdy() OSStartHighRdy()是通過調(diào)用__OSStartHighRdy來啟動最高優(yōu)先級就緒任務的，而__OSStartHighRdy是用匯編語言來寫的，其代碼在OS_CPU 。OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()獲得該地址并將它保存到任務控制塊((OS_TCB)中。OS_CPU_C. C包括任務堆棧初始化函數(shù)OSTaskStkInit()、軟中斷異常處理程序SWI Exception()及最高優(yōu)先級就緒任務函數(shù)OS StartHighRdy() 。 /*任務切換到用戶模式*/__swi(Ox82) void TaskIsARM(INTSUprio)。 /*運行優(yōu)先級最高的任務*/__swi(Ox02) void OS_ENTER_CRITICAL(void)。根ADS編譯器的特性，在文件OS_CPU. H中這些數(shù)據(jù)類型的定義如下:Typedef unsigned char BOOLEAN /*布爾變量*/Typedef unsigned char INT8U /*無符號8位整型變量*/Typedef signed char INT8S /*有符號8位整型變量*/Typedef unsigned short INT16U /*無符號16位整型變量*/Typedef signed short INT16S /*有符號16位整型變量*/Typedef unsigned int INT32U /*無符號32位整型變量*/Typedef signed int INT32S /*有符號32位整型變量*/Typedef float FP32 /*單精度浮點數(shù)(32位長度)*/Typedef double FP64 /*雙精度浮點數(shù)(64位長度)*/Typedef INT32U OS_ STK /*堆棧是32位寬度*/ (2)利用軟件中斷實現(xiàn)底層接口 由于ARM7處理器核允許用戶任務使用兩種不同的處理器模式：用戶模式和系統(tǒng)模式，而且在不同的模式下應用程序使用系統(tǒng)資源時是具有不同的訪問控制權(quán)限的。 目前，適用于ARM處理器核的C編譯器有很多種，比較常用的有SDT, ADS和GCC(用linux開發(fā)比較簡單，但只有ARM9才能運行l(wèi)inux, ARM7可以運行uclinux)?！? 處理器有將堆棧指針和其他CPU寄存器讀寫到堆棧(或者內(nèi)存)的指令。 ● 處理器的C編譯器能產(chǎn)生可重入代碼。 sum[0]+=DataU[0] *DataU[0]。 //取數(shù)據(jù) DataU[0]=(DataU[0]。0x80000000)//判斷轉(zhuǎn)換完成 {for(i=4。){if((k+十)20) //20次采樣后數(shù)據(jù)處理一次{k=0。 //得到信號量Timer0()。圖43 鍵盤中斷流程 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集程序段如下。 參數(shù)設定模塊因為系統(tǒng)所以選用的芯片ZLG7289提供專門的鍵盤中斷信號，當有鍵按下時進入外部中斷1，有中斷產(chǎn)生，即判斷有鍵按下。 (5)數(shù)據(jù)處理任務該任務主要用于將采集來的重量信號進行換算，濾波和軟件抗千擾處理。當存在異常情況，如無線模塊掉線、稱重傳感器故障等，可以將信息通過加密形式發(fā)送到指定的工程師或工作人員的手機上，讓相關(guān)人員在第一時間了解系統(tǒng)終端的非正常狀態(tài)，以便快速做出相應的處理。 (2) LCD顯示任務 該任務用于刷新LCD顯示的工作。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖如圖42所示?！? 每一類任務中任務的優(yōu)先級分配。μC/OSII內(nèi)核有64個優(yōu)先級，編號063，優(yōu)先級0最高，63最低?？梢詫⑼粫r間內(nèi)完成的功能或者由相同事件激活的任務合并為一個任務。I/O事件的驅(qū)動方式可以是有中斷驅(qū)動，也可以是由程序周期查詢。下個轉(zhuǎn)換可以是一個任務，或者幾個轉(zhuǎn)換組成一個任務。任務劃分得準確合理，不但會簡化軟件設計的復雜性，而且也可以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健壯性。當某一任務由運行狀態(tài)變?yōu)槠渌鼱顟B(tài)時，CPU寄存器內(nèi)容壓入相應任務堆棧，反之則將相應任務堆棧內(nèi)容置入CPU寄存器。在主循環(huán)中，有3個中斷詢問，有中斷時進入相關(guān)的中斷子程序，使該任務進入運行狀態(tài)，分別為參數(shù)設定模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和GPRS模塊。系統(tǒng)終端分為3個模塊，分別是人機交互模塊、重量測量模塊和GPRS模塊。在調(diào)試的時候從LED可以看出無線通信模塊現(xiàn)在所處的狀態(tài)。MAX3238EAI收發(fā)器，與MAX232類似，用于串行通信，有5個輸出，3個輸入，更適合多個串行通信的需求。實際應用中，對GPRS/。表31所示為MC35的工作特性。由于礦井開采環(huán)境的特殊性，對設備的穩(wěn)定性有很高的要求，本文最終選擇使用了西門子的MC35模塊。(3) BENQ公司M22M22是臺灣BENQ公司生產(chǎn)的GPRS/GSM模塊，是具有三頻功能，可以進行語音、短消息、傳真及數(shù)據(jù)傳送功能的調(diào)制器。它擁有雙頻功能、支持WAP, GPRS通信技術(shù)使其可以在多層面上使用。MC35的GPRS永久在線功能提供了最快的數(shù)傳速率，體積小巧，功耗低，能提供數(shù)據(jù)、語音、短信、傳真功能，可廣泛用于遙感測量記錄傳輸、遠程信息處理、電話。具備持久的在線連接、快速數(shù)據(jù)接入、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c。由于其中的核心控制系統(tǒng)大多數(shù)是采用8位單片機處理，處理數(shù)據(jù)的能力比較低，如果還要開發(fā)通訊協(xié)議，那么理論上單片機的數(shù)據(jù)傳輸速率只能達到GPRS傳輸數(shù)據(jù)理論峰值的四分之一左右，完全跟不上迅速發(fā)展的大流量數(shù)據(jù)的傳輸和控制，尤其隨著3G網(wǎng)絡的建設，其中大多數(shù)產(chǎn)品將不適合各種應用的需要。這也是GPRS方式的另外一個很大的特色，宏觀上實現(xiàn)了通訊連接發(fā)起端雙向性。系統(tǒng)初始化時，數(shù)據(jù)中心服務器上網(wǎng)成功后，產(chǎn)生一個公網(wǎng)IP地址，立刻通過短消息模塊把終端的IP地址配置和其它關(guān)鍵的必備參數(shù)信息發(fā)送到下位機。通過書寫上位機驅(qū)動軟件控制通信模塊控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，處理終端的上行數(shù)據(jù)。實時性較差。(4)短消息發(fā)送方式短消息(SMS)通訊方式是指通過GSM通信模塊發(fā)送和接收有限長度的文本信息，實現(xiàn)對遠程設備的通信方式。不需要專門的服務器，一臺普通的電腦即可勝任。上行終端數(shù)據(jù)和下行命令數(shù)據(jù)的過程都和公網(wǎng)固定IP地址連接方式相同。因此，固定IP很多應用現(xiàn)實情況是無法滿足的。實現(xiàn)端口映射功能的軟件很多:Windwos2000Sevrer, WinRuote、各種企業(yè)級防火墻等。 ATTPPPOTR 80 (GPRS模塊AT指令集，并且己經(jīng)打開80端口)到固定IP監(jiān)控中心服務器80端口，撥號成功后就在終端和監(jiān)控中心之間建立了一個Socket連接，并且移動運營商盡可能保留這個連接。監(jiān)控中心到終端的命令(下行數(shù)據(jù))傳輸?shù)浇K端的過程剛好相反。礦車通過軌道衡時，軌道衡輸出正比于車重的毫伏級電壓信號，電壓信號經(jīng)過專用電纜傳到動態(tài)稱重板，經(jīng)放大、濾波電路，A/D轉(zhuǎn)換后送入ARM進行數(shù)據(jù)處理、動態(tài)補償，遠程傳輸功能。門檻的選擇至關(guān)重要，一般應當以微控制器的I/O口供電電壓范圍為標準，對于LPC2214來說。簡單的阻容復位電路成本雖然低廉，但是不能保證任何情況下都產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的復位信號。為了解決這個問題，所有微控制器均有一個復位邏輯，它負責將微控制器初始化為某確定的狀態(tài)。一個10uF的輸出電容可有效地保證穩(wěn)定性。合乎參數(shù)的LDO芯片很多，Sipex半導體SPX1117就是一個較好的選擇，它的性價較高，且有一些產(chǎn)品可以與它直接替換。圖32 電源電路LPC2214芯片有4組電源輸入:、 因此，理想情況下，電源系統(tǒng)需要提供4組獨立的電源:，它們需要單點接地或大面積接地。電磁兼容和電磁干擾。設計電源系統(tǒng)的過程實質(zhì)是一個權(quán)衡的過程，必須考慮如下因素:輸出的電壓、電流和功率。本控制器采用IS61 LU25616AL作為芯片片外并行擴展的SRAM器件，其存儲容量為512KB，具有16位數(shù)據(jù)寬度，極高的讀寫速度?！?路10位A/D轉(zhuǎn)換器?！裢ㄟ^外部存儲器接口，可將存儲器配置成4組，每組的容量高達16Mb,數(shù)據(jù)寬度為8/16/32位?！?6K字節(jié)片內(nèi)靜態(tài)RAM.●256K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲器，在工作溫度范圍內(nèi)，片內(nèi)Flash存儲器至少可擦除和寫入10,000次。由于LPC2214的144腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、8路10位ADC, PWM輸出以及多達9個外部中斷使它特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和高精度測量系統(tǒng)。綜合以上因素，考慮到本控制系統(tǒng)的特點及要求，選擇Philip公司的ARM7TDMI內(nèi)核的嵌入式處理器LPC2214作為控制器的核心處理器?！襁\算精度。一般說來，選擇芯片時應考慮以幾個因素：●運算速度。ARM目前主要有五個系列的產(chǎn)品，其中ARM7是低功耗的32位內(nèi)核，最適合于對價位和功耗都比較敏感的產(chǎn)品，它們又分為應用于實時環(huán)境的ARM7TDMI, ARM7TDMS以及適用于開發(fā)平臺的ARM720T和適用于DSP運算及支持Java的 ARM7EJ。而且，使用單片機組成控制系統(tǒng)計要面臨硬件設計上的麻煩，由于單片機系統(tǒng)屬于弱電系統(tǒng)，比較容易受到強電、磁場、電脈沖的影響，甚至也容易受惡劣工作環(huán)境的影響，必須采取有效的抗干擾措施。單片機成本低，易開發(fā)，雖然單片機價格不斷下降，但其技術(shù)含量卻不斷提高。另外，其接口都是