智能終端軟硬件平臺設計

摘要：隨著(zhù)電力行業(yè)的不斷發(fā)展和規范，產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高，成本壓力越來(lái)越大，供貨要求越來(lái)越嚴格。為了解決設計成本高，研發(fā)周期長(cháng)，產(chǎn)品平臺化、序列化差的問(wèn)題，提出了基于AT91SAM9260的終端軟硬件平臺的設計。該平臺利用AT91SAM9260的資源優(yōu)勢，整合國網(wǎng)集中器、配變監測終端、負荷管理終端及未來(lái)智能終端的技術(shù)和功能特點(diǎn)，實(shí)現了可同時(shí)滿(mǎn)足多類(lèi)終端軟硬件需求的整合平臺，保證了公司產(chǎn)品設計的高效性，為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推廣提供了技術(shù)保障。
關(guān)鍵詞：AT91SAM9260；終端軟硬件平臺；嵌入式開(kāi)發(fā)；Linux

0 引言
隨著(zhù)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力智能設備技術(shù)標準和發(fā)展規劃也在不斷完善，促使設備制造廠(chǎng)家的研發(fā)能力和技術(shù)水平不斷提高。為了適應快速發(fā)展的電力設備制造行業(yè)，生產(chǎn)廠(chǎng)家都在尋找一種能快速響應市場(chǎng)且開(kāi)發(fā)成本較低的產(chǎn)品研發(fā)方案來(lái)應對市場(chǎng)的需要，河南許繼儀表有限公司的智能終端軟硬件平臺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)終端平臺)應運而生。
為了提高新產(chǎn)品研發(fā)效率，提高產(chǎn)品穩定性，實(shí)現終端產(chǎn)品的序列化、平臺化，許繼儀表有限公司通過(guò)多年的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗積累，結合實(shí)際產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和運行經(jīng)驗，基于A(yíng)T91SAM9260核心處理器、Linux操作系統，SQLLITE數據庫開(kāi)發(fā)出來(lái)了一個(gè)針對智能用電管理終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺，它支持集中器、配變監測管理終端、負控控制管理終端、變電站數據采集終端以及未來(lái)智能終端等一系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設計，為許繼儀表有限公司的終端開(kāi)發(fā)提供了強大的開(kāi)發(fā)平臺和可靠的技術(shù)保障。

1 現狀分析
因各地市場(chǎng)需求不同，產(chǎn)品需要針對不同的市場(chǎng)需求進(jìn)行定制，為了保證實(shí)現的速度和質(zhì)量，傳統的研發(fā)管理是1個(gè)市場(chǎng)(區域)安排一到幾個(gè)設計人員，由其全權負責該市場(chǎng)(區域)產(chǎn)品的更新或者需求變更的維護，通過(guò)人員戰術(shù)來(lái)解決市場(chǎng)的差異問(wèn)題。這樣做不僅要浪費大量的時(shí)間和人力，產(chǎn)品的設計質(zhì)量也很難保證，團隊人員積累的技術(shù)經(jīng)驗也無(wú)法很好的利用和共享，因此急需要實(shí)現出一種能解決產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)瓶頸的方法來(lái)處理這些難題。這其中包含3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
(1)避免過(guò)多的軟硬件設計時(shí)間；
(2)保證多用戶(hù)需求的同時(shí)盡可能降低成本；
(3)設計出的產(chǎn)品不需要太多時(shí)間測試即可保證產(chǎn)品設計質(zhì)量；
(4)經(jīng)驗的積累和傳承；如何能同時(shí)做到以上4點(diǎn)成了能否解決現存問(wèn)題的關(guān)鍵。許繼儀表公司研發(fā)部經(jīng)過(guò)多年的研討和論證，最終通過(guò)實(shí)現終端軟硬件開(kāi)發(fā)平臺的辦法來(lái)解決這個(gè)技術(shù)性難題。

2 平臺特點(diǎn)及優(yōu)勢
軟件開(kāi)發(fā)平臺是一種軟件開(kāi)發(fā)工具，以通用技術(shù)架構(如MVC)為基礎，集成常用建模工具、二次開(kāi)發(fā)包、基礎解決方案等而成?？梢源蠓s減編碼率，使開(kāi)發(fā)者有更多時(shí)間關(guān)注客戶(hù)需求，在項目的需求、設計、開(kāi)發(fā)、測試、部署、維護等各個(gè)階段均可提供強大的支持。平臺源于繁瑣的實(shí)踐開(kāi)發(fā)過(guò)程中。開(kāi)發(fā)人員在實(shí)踐中將常用的函數、類(lèi)、抽象、接口等進(jìn)行總結、封裝，成為了可以重復使用的“中間件”，而隨著(zhù)“中間件”的成熟和通用，功能更強大、更能滿(mǎn)足企業(yè)級客戶(hù)需求的軟件開(kāi)發(fā)平臺應運而生。平臺是一段時(shí)間內科研成果的匯聚，也是階段性平臺期的標志，為行業(yè)進(jìn)入新的研發(fā)領(lǐng)域提供了基礎。由于平臺對企業(yè)核心競爭力的提升非常明顯，目前國內的管理軟件市場(chǎng)，軟件開(kāi)發(fā)平臺的應用已經(jīng)成為一種趨勢。

3 終端平臺設計
為了提升公司的研發(fā)效率和實(shí)力，通過(guò)對儀表公司多年的研究和應用經(jīng)驗進(jìn)行整理，結合目前實(shí)際的研發(fā)情況進(jìn)行了終端軟硬件平臺項目的開(kāi)發(fā)設計。平臺設計時(shí)一方面考慮產(chǎn)品研發(fā)的效率；另一方面考慮軟硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的耦合，最終將平臺劃分為3個(gè)部分：SGE800平臺硬件系統，平臺開(kāi)發(fā)包，業(yè)務(wù)平臺。具體模塊劃分如圖1所示。

其中SGE800平臺硬件系統主要包括基于A(yíng)T91SAM9260為核心的硬件平臺，該平臺利用9260自身豐富的資源優(yōu)勢，結合擴展的硬件模塊電路組合而成。同時(shí)AT91SAM9260支持Linux和Wince兩種操作系統，給開(kāi)發(fā)人員提供了更多的選擇，也方便原有資源的重復利用；
平臺開(kāi)發(fā)包主要包括底層硬件驅動(dòng)庫、數據庫操作封裝庫、任務(wù)調度庫3部分：業(yè)務(wù)平臺主要包括為業(yè)務(wù)功能提供服務(wù)的協(xié)議庫、常用函數庫及應用層系統。
下面將詳細介紹各個(gè)部分的功能。
3．1 SGE800平臺硬件系統設計
本系統硬件平臺基于A(yíng)T91SAM9260核心處理器，利用其豐富的資源設計而成，平臺在設計時(shí)充分考慮多種應用場(chǎng)合的硬件功能需求以及外圍功能的靈活配置及擴展功能，最終實(shí)現的平臺接口及功能如圖2所示。

為了更好地做到平臺化，平臺硬件設計時(shí)就從模塊化考慮，將常用的硬件功能采用模塊化設計，并以模塊化電路的形式固化下來(lái)，通過(guò)對這些固化電路進(jìn)行嚴格測試并經(jīng)過(guò)現場(chǎng)長(cháng)期驗證后，最后才被放入硬件模塊庫中為以后的產(chǎn)品設計所用，通過(guò)這種方式將常用的模塊電路進(jìn)行不斷積累和優(yōu)化。硬件平臺就是從這些合格的模塊電路中進(jìn)行篩選，并結合終端常用的功能及未來(lái)需要的功能進(jìn)行兼容性設計，滿(mǎn)足了產(chǎn)品最大化設計需求，然后通過(guò)采用配置文件的形式對硬件功能模塊進(jìn)行使能設置，滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的硬件需求，從而實(shí)現產(chǎn)品平臺化、工程化的目的。