基于A(yíng)RM和GPRS的遠程監測終端設計
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3．2．1 顯示界面模塊
界面顯示模塊：界面顯示由兩部分組成。一是實(shí)時(shí)顯示各模塊的采集數據及一定時(shí)間以?xún)鹊臍v史數據數據；二是顯示GPRS模塊設置界面，通過(guò)這個(gè)界面設置串口參數、設置數據采集時(shí)間間隔、設置主機IP地址及端口號、發(fā)送AT指令、回顯模塊返回信息等。編寫(xiě)界面設計文件mainwindow．h和mainwindow．cpp，其中串口參數設置、網(wǎng)絡(luò )連接和GPRS數據傳輸封裝成相應的子函數，利用Qt的信號槽機制，當捕捉到
相應的信號便執行對應的函數。通過(guò)繼承Qt中的QThread線(xiàn)程類(lèi)來(lái)完成GPRS數據讀取模塊和SPI模塊的功能。SPI模塊接收底層數據采集模塊的各種數據，顯示到界面并編碼通過(guò)GPRS通道傳輸到上位機，GPRS返回的一些重要信息業(yè)需顯示到LCD界面上。
3．2．2 GPRS網(wǎng)絡(luò )連接任務(wù)
GPRS網(wǎng)絡(luò )連接任務(wù)主要完成通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )建立與上位機的數據傳輸鏈路的過(guò)程。啟動(dòng)GTM900C后，首先，需對PPP連接所使用的物理串口進(jìn)行初始化，包括確定用于PPP連接的串行端口號以及通信波特率。然后，直接使用AT指令，撥號到中國移動(dòng)的GPRS節點(diǎn)服務(wù)器(GGSN)。使用以下幾條燈指令使GTM900C進(jìn)入數據通訊狀態(tài)：
“AT+CGATY?”用于查詢(xún)GTM900C是否已附著(zhù)在中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò )，GTM900C將返回當前狀態(tài)；
“AT+CGATT=1”用于設置GTM900C附著(zhù)于中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò )，操作成功GTM900C將返回OK；
“A1，+CGDCONT=1，“IP”“CMNET””用于設置中國移動(dòng)的GPRS節點(diǎn)服務(wù)器的名稱(chēng)和屬性，操作成功則返回OK；
“AT％ETCPIP”用于實(shí)現PDP激活和TCP／IP的初始化，使模塊進(jìn)入TCP／IP功能，操作成功返回OK；
“AT％IOMODE=0．2，0”設置數據傳輸模式，操作成功返回OK；
“AT％IPOPEN=1，“TCP”，“115．24．116．19”，5000..1026”打開(kāi)一條TCP／IP鏈接，選擇TCP傳輸，115．24．116．19為上位機IP地址，5000為上位機接受程序端口號，成功與上位機連接返回CONNECT。另外模塊還具有數據透傳功能，數據透明傳輸功能將實(shí)現TCP／IP上直接數據傳輸，進(jìn)入透傳模式的AT指令是：“AT％TPS=1，1，3000，1024”，進(jìn)入透傳模式后模塊將不會(huì )相應其它AT指令，直接通過(guò)串口寫(xiě)入數據便可實(shí)現與上位機之間的數據傳輸。以上使模塊附著(zhù)在GPRS網(wǎng)絡(luò )的過(guò)程封裝在gprsConnect()函數中。
PPP配置、認證通過(guò)以后，即應用程序就已經(jīng)通過(guò)GTM900C成功進(jìn)入了Internet網(wǎng)絡(luò )。最后，通過(guò)變量GPRSOK=1指示GPRS撥號成功并建立數傳狀態(tài)。在run()程序中隔一段時(shí)間判斷當前網(wǎng)絡(luò )連接狀態(tài)，若網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)則變量GPRSOK=0，并調用gprsConnect()函數開(kāi)始撥號任務(wù)重新建立數傳鏈路。
3．2．3 SPI數據通信模塊
SPI通信程序包括兩部分，一是用于數據采集的單片機這邊需要通過(guò)SPI發(fā)送現場(chǎng)數據，接收控制指令，二是ARM主控制器需要讀取數據，發(fā)送控制指令。數據采集模塊使用是帶有SPI接口的C8051f020單片機，SPI的數據寄存器是SHODAT。單片機和主控制器的SPI通信參數設置要一致。
在主設備ARM這邊，SPI驅動(dòng)已經(jīng)配置好，直接使用read()，write()等函數便可進(jìn)行數據的讀取與接收。在單片機這邊采用中斷的方式進(jìn)行SPI數據的發(fā)送與接收。對于從設備C8051f021單片機來(lái)說(shuō)，只有將片選線(xiàn)線(xiàn)接低電平才會(huì )啟動(dòng)數據傳輸，可利用這一點(diǎn)進(jìn)行多字節數據傳輸，拉低一次便傳輸一個(gè)字節，這可用作與主設備之間的同步信號。主設備選一根I／O口線(xiàn)作為片選線(xiàn)，將其拉低，執行一次SPI讀操作，再拉高，延時(shí)一定時(shí)間，這時(shí)從設備退出從模式，重新往SPIODAT里寫(xiě)新數據及其他一些處理，主設備再將片選線(xiàn)拉低，執行一次SPI讀操作。這樣便可進(jìn)行多字節傳輸了。SPI主從設備通信流程圖如圖6所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/149578.htm
3．3 終端性能測試
將編譯好的界面應用程序下載到終端處理器中并運行，主線(xiàn)程為顯示界面，隨時(shí)可與用戶(hù)進(jìn)行信息，兩個(gè)子線(xiàn)程為讀SPI總線(xiàn)線(xiàn)程和串口讀寫(xiě)線(xiàn)程，這3個(gè)線(xiàn)程同時(shí)并行運行。其中GPRS傳輸部分的界面如圖7所示，通過(guò)這個(gè)顯示界面設置串口、上位機IP地址、TCP端口和數據定時(shí)發(fā)送的時(shí)間間隔，發(fā)送文本框會(huì )顯示SPI總線(xiàn)讀取的數據值，接收文本框回顯GPRS模塊返回的信息。上位機用自己的PC機，通過(guò)軟件soeket tool監聽(tīng)終端發(fā)送給上位機數據，實(shí)驗證明終端界面應用程序工作良好，數據傳輸也很準確。
4 結論
系統的上位機接受界面可用VB編寫(xiě)，并建立數據庫，方便分析、處理監測現場(chǎng)數據，這部分程序正在完善中。監測終端的數據采集部分采用模塊化設計，可以靈活增減，終端軟件可以根據不同現場(chǎng)用戶(hù)自行設計計算公式處理數據，把終端設置好，在上位機通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )便可實(shí)時(shí)監測現場(chǎng)。該檢測終端結構靈活，實(shí)時(shí)性好，適用范圍廣，具有廣泛的應用前景。
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