【正文】 入式系統(tǒng)的定義 嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)具有特殊目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，旨在完成一個(gè)或幾個(gè)專門的功能。當(dāng) GPRS 走入家庭的時(shí)候，人們可以用手機(jī)或者是電腦進(jìn)行家用電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，給人們的生活帶來極大的方便。 GPRS應(yīng)用于稅務(wù)、公安、教育、銀行等部門，便于及時(shí)的查詢信息，提高辦公效率。目前我國(guó)的交通管理智能化程度較低，管理不方便等問題，如果能夠采用 GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通信息的監(jiān)控和管理，這將大大提高交通系統(tǒng)的智能性，優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)，改善交通服務(wù)。如 :電力、水利、石油、燃?xì)?、環(huán)保等行業(yè)的數(shù)據(jù)采集和傳輸，僅以電力抄表系統(tǒng)為例 ，新型的基于 GPRS的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，相比于原先的人工抄表系統(tǒng)，具有更大的智能性，節(jié)省了大量的人力成本，也降低了企業(yè)的成本，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 8 GPRS的應(yīng)用領(lǐng)域 GPRS作為一個(gè)開放的業(yè)務(wù)平臺(tái)，有著很廣泛的行業(yè)應(yīng)用，利用 GPRS的數(shù)據(jù)傳輸特性，主要應(yīng)用于下面一些領(lǐng)域。第三種情況是一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)給一個(gè)正在漫游的移動(dòng)用戶。數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶發(fā)出的數(shù)據(jù)單元 (如 PDU)，通過已經(jīng)建立好的路由把 PDU數(shù)據(jù)送給 GGSN。為了提高傳輸效率，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，可以?duì)空中接口上的數(shù)據(jù)做壓縮處理和加密處理。 對(duì)于第一種情況，當(dāng)移動(dòng)終端產(chǎn)生了一個(gè) PDu分組數(shù)據(jù)單元，這個(gè) PDU經(jīng)過 SNDC 層處理，稱為 SNDC 數(shù)據(jù)單元，然 后經(jīng)過 LLC 層處理為 LLC 幀，并通過空中接口送到 GSM 網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)終端所處的 SGSN， SGSN 再把數(shù)據(jù)送到GGSN。 二是移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的路由建立 。 GGSN 主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如 ISDN，PSPDN和 LAN等。 GSN 有兩種類型 :一種為 SGSN(Serving GSN，服務(wù) GSN)，另一種為 GGSN(Gateway GSN，網(wǎng)關(guān) GSN)。 GSN 具有移動(dòng)路由管理的功能，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并可以連到 GPRS 寄存器。用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，不影響語音信號(hào)的接收，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)的切換方便自如。用戶只有在發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)期間才占用無線網(wǎng)絡(luò)資源，用戶可以一直在線，計(jì)費(fèi)時(shí)按照用戶發(fā)送或者接收的數(shù)據(jù)流量來收費(fèi)的，沒有數(shù)據(jù)流量傳遞時(shí)，即便用戶掛在網(wǎng)上也是不計(jì)任何費(fèi)用的。用戶可以隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系， 即使網(wǎng)絡(luò)中沒有數(shù)據(jù)的傳輸，終端還會(huì)一直與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，這將使訪問服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單快捷。 GPRs 的撥號(hào)上網(wǎng)，接入時(shí)間短，可以快速連接網(wǎng)絡(luò)，平均耗時(shí)為兩秒左右。 GPRs 的數(shù)據(jù)傳輸速率高，最高的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到，是有線 Modem 傳輸速率的兩倍，是 GsM 網(wǎng)絡(luò)中電路數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)速度的十余倍，在數(shù)據(jù)傳輸速率上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 GPRs 是在現(xiàn)有的 GsM網(wǎng)上的升級(jí)，可充分利用全國(guó)范圍的電信網(wǎng)絡(luò)，可以方便、快速、低成本的為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的語音業(yè)務(wù)信道及其相似，因此現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)從一開始就可以提供全面的 GPRS覆蓋。 GPRS是作 為現(xiàn)有的 GSM網(wǎng)絡(luò)向 3G的過渡技術(shù)，也被稱為 。 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 6 2 GPRS 介紹 GPRS概述 GPRS是 GeneralPaeketRadioServiee 的英文簡(jiǎn)稱，即通用無線分組交換業(yè)務(wù)，是一種基于 GSM網(wǎng)絡(luò)之上無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP 連接。該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，通信速度快，通信誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)。第二種利用 GSM網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，這類采集系統(tǒng)的通信方式是依托移動(dòng)公司的 GSM網(wǎng)，它的最大特點(diǎn)是打破了距離的限制，可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)乃至全球漫游的數(shù)據(jù)采集。 3)、無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集的方式 無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集又分為兩種 :一種是單獨(dú)構(gòu)建的無線網(wǎng)，另一種是利用移動(dòng)公司的 GSM。由于數(shù)字信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)臏?zhǔn)確性高，不受時(shí)間和空間影響，因而可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。其顯著特點(diǎn)是用現(xiàn)場(chǎng)的采樣設(shè)備將各種傳感器獲取的信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字號(hào)，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心。這就包含了太多的人為方面的因素，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，存在很多的弊端，這是比較原始的數(shù)據(jù)采集方式。伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以下三種的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的模式。 關(guān)鍵詞 :嵌入式系統(tǒng)， GPRS， ARM9s3C2440， Linux 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 2 Abstract Remote data acquisition technologies,is a inevitable result with the development of puter work technology,munication and inI/Ormation. In the early time,the remote data acquisition is nononlion,nonrealtime ,the remote acquisition technology is realtime,online with the the development of modern puter technology,Inter technology and munications technology,thecollectors can obtain the realtime data from the remote site,relying on the variety of sensor devices installed on the site,so can do some monitoring and analysis about the situation of the site through the realtime data. GPRS(General Packet Radio Service) is a new data processing technology,based on mobile GSM provide a highly efficient,new data transmission mode I/Or the wireless data acquisition system. It canprovide longdistance,high speed,large capacity,high realtime data transmission services,greatly improving the reliability and accuracy of the data. This paper has presented a wireless Remote Data acquisition system based on this system GPRS work is a medium I/Or transmitting the remote ,itpresents detailed explanation of GPRS work?s system struture and munication ,it introduces the design of hardwware and software in the embedded projet uses ARM9 embedded processor and GPRS as the hardware platI/ Linux Operation System runs on the hardware platI/ this basis,develop application software I/Or data munications,realizing the funcitions of remota data acquisition and transmission. Curretly this technology is widely used in the field of wireless data acquisition,remote data monitoring and other areas. We believe that with the development of mobile munication technology and 3Gtechnology implementation,the reliability and accuracy of mobile munications will be greatly design of data acquisition system based on ARM9 and GPRS will certainly have a broader space I/Or development. Key word:Embedded System,GPRS,ARM9S3C2440,Linux 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 3 目錄 摘要 ABSTRACT 1 無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其前景 2 GPRS介紹 GPRS概述 GPRS的特點(diǎn) GPRS的工作原理 GPRS的應(yīng)用領(lǐng)域 小結(jié) 3 嵌入式系統(tǒng)介紹 嵌入式系統(tǒng)的定義 嵌入式系統(tǒng)的 特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)的 層次結(jié)構(gòu) 嵌入式處理器的介紹 嵌入式操作系統(tǒng)的介紹 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向 小結(jié) 4 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 整體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 S3C2440處理器介紹 SDRAM的設(shè)計(jì) FLASH的設(shè)計(jì) UARI的設(shè)計(jì) GPRS模塊的設(shè)計(jì) 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 4 JTAG口的設(shè)計(jì) 小結(jié) 5遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) Linux內(nèi)核的移植 Linux系統(tǒng)的開發(fā)環(huán) 境的搭建 配置編譯 Linux內(nèi)核 cramfe文件系統(tǒng) GPRS應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) GPRS無線通信的流程 串口程序的設(shè)計(jì) GPRS撥號(hào)的實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)的通信過程 測(cè)試結(jié)果與分析 6 結(jié)論和展望 參考文獻(xiàn) 致謝 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 5 1 無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其前景 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的出現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信信息技術(shù)相結(jié)合的必然結(jié)果。軟件部分采用嵌入式 Linux作為它的操作系統(tǒng)，移植了 PPP協(xié)議作為數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件的開發(fā)，編寫了用于數(shù)據(jù)通訊的軟件程序，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和傳輸功能。其次，分別論述了本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)是以移動(dòng)公司的 GPRS網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸平臺(tái)。 GPRS(GeneralPacketRadioservice)是基于移動(dòng) GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種新型的數(shù)據(jù)理技術(shù)，它的出現(xiàn)為無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種高效的、全新的數(shù)據(jù)傳輸 方式，可以提供跨地域、高速、大容量、高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，改變過去采用有線傳輸方式傳輸距離近、數(shù)據(jù)傳送量小、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)，大大地提高了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和可靠性。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 1 摘要 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的出現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信信息技術(shù)相結(jié)合的必然結(jié)果。早期的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)是非在線、非實(shí)時(shí)的采集方式，而現(xiàn)代的遠(yuǎn)程采集技術(shù)則是實(shí)時(shí)的、在線的采集方式，借助于現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)，采集者可以依靠安裝在現(xiàn)場(chǎng)的各種各樣的傳感器設(shè)備，可以遠(yuǎn)隔千里就可以獲得現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行監(jiān)督和分析。 本文中設(shè)計(jì)了一種基于 GPRS的遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。文中首先對(duì) GPRS網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細(xì)的介紹。硬件設(shè)計(jì)部分采用三星公司的 ARM9s3C2440處理器，設(shè)計(jì)了相關(guān)的外圍電路， GPRS部分采用成都無線龍公司的 GPRS模塊來作為 無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接入平臺(tái)。 目前這種技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控領(lǐng)域等，相信隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展以及 3G技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，移動(dòng)通信網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和確定性都將得到極大的改善，本文所設(shè)計(jì)的基于 ARM和 GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必將會(huì)有著更為廣闊的發(fā)展空間。早期的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)是非在線，非實(shí)時(shí)的采集方式，而現(xiàn)代的遠(yuǎn)程采集技術(shù) 則是實(shí)時(shí)的在線的采集方式，借助于現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)，采集者可以依靠安裝在現(xiàn)場(chǎng)的各種各樣的傳感器設(shè)備，可以遠(yuǎn)隔千里就可以獲得現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行監(jiān)督和分析。 1)、人工遠(yuǎn)程采集的方式 這種方式是通過人工采集的方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)及情況進(jìn)行記錄，然后帶回總控室由工程師來進(jìn)行分析。 2)、有線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集的方式 有線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集是現(xiàn) 代遠(yuǎn)程采集的模式，是將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)采樣點(diǎn)通過通信線連成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)通信方式的不同，可以有光纖網(wǎng)、以太網(wǎng)等，這種方式也是現(xiàn)在使用的較多的一種方式。遠(yuǎn)程監(jiān)控工程師再利用計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)收到的信息進(jìn)行分析和處理。但是這種方式也存在著很多弊端，比如，網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)投資大，易