基于VxWorks實(shí)現自動(dòng)發(fā)送彩信嵌入式設計

   在arm微處理器硬件平臺上，應用windriver公司的tornado集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現基于vxworks的自動(dòng)發(fā)送彩信的嵌入式應用系統。該系統使用現有cdma網(wǎng)絡(luò )，根據設定的參數發(fā)送彩信到特定的移動(dòng)終端用戶(hù)。

   隨著(zhù)嵌入式應用的發(fā)展和16/32位risc處理器技術(shù)的成熟，以及支持各種高端處理器的嵌入式操作系統的涌現和完善，嵌入式無(wú)線(xiàn)設備可以利用cdma網(wǎng)絡(luò )實(shí)現許多新的應用。自動(dòng)發(fā)送彩信的嵌入式系統就是這種新應用之一，在特定的條件下，系統自動(dòng)發(fā)送彩信到指定的移動(dòng)通信終端；該應用系統是由用戶(hù)根據要求設定觸發(fā)條件的自動(dòng)發(fā)送彩信系統，當滿(mǎn)足觸發(fā)條件時(shí)，設備會(huì )自動(dòng)控制捕獲、壓縮圖像部件拍攝外部圖像，經(jīng)過(guò)模數轉換、數字壓縮等處理后，經(jīng)處理器做mms(multimedia message service，多媒體短信服務(wù))協(xié)議封裝，封裝后的數據經(jīng)由手機模塊發(fā)送到移動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò )，最終轉發(fā)到移動(dòng)通信終端用戶(hù)。

系統整體設計
  ● 系統主處理器

   系統選用samsung公司的16/32位基于arm7tdmi的微處理器，其最高主頻可以達到130mips，同時(shí)支持16位的thumb指令集，使用thumb指令集可以以16位的系統開(kāi)銷(xiāo)得到32位的系統性能。
  ● 系統原理框圖

  系統從邏輯上分成三部分：圖像捕獲和圖像壓縮模塊用于捕獲和壓縮圖像；mms協(xié)議處理和主控制器模塊處理圖像數據和任務(wù)控制；手機模塊可發(fā)送彩信和接收短消息。系統原理如圖1所示。

圖1 系統原理框圖

  ● 系統工作原理步驟

  (1)系統上電啟動(dòng)后，手機模塊讀取uim信息發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號尋找cdma網(wǎng)絡(luò )，進(jìn)行用戶(hù)號碼賬戶(hù)和身份驗證后連接到網(wǎng)絡(luò )；然后系統發(fā)起任務(wù)讀取手機模塊中的信息，確定是否有網(wǎng)絡(luò )連接，若有網(wǎng)絡(luò )連接則系統發(fā)起任務(wù)，等待滿(mǎn)足觸發(fā)自動(dòng)發(fā)送彩信的條件。

  (2)設備軟件可以接受sms(short message service，短信服務(wù))信息，并對之進(jìn)行解析，根據解析的結果進(jìn)行動(dòng)作。當接收到用戶(hù)的觸發(fā)后，系統發(fā)起任務(wù)控制串口uart對圖像捕獲、壓縮模塊進(jìn)行命令控制和拍照；拍照后發(fā)起任務(wù)對串口進(jìn)行讀取，接收圖像捕獲、壓縮模塊回傳的圖像數據。

  (3)當接收到回傳的圖像數據后系統發(fā)起任務(wù)對圖像數據進(jìn)行mms封裝，封裝格式完全符合mms client端協(xié)議。

  (4)系統發(fā)起任務(wù)使用wap協(xié)議與wap信息網(wǎng)關(guān)建立連接，建立連接后由系統把封裝的圖像數據通過(guò)標準串口uart傳送給手機模塊，最后系統發(fā)起任務(wù)使用at指令控制手機模塊把彩色圖片發(fā)送到移動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò )，最終轉發(fā)到設定的目標移動(dòng)通信終端用戶(hù)，從而完成了自動(dòng)發(fā)送彩信的功能。

  ● 系統硬件設計
系統硬件設計技術(shù)要點(diǎn)包括以下部分。
  (1)圖像壓縮處理模塊完成對數字圖像信息的壓縮，部分電路如圖2所示。sdram用來(lái)緩存圖像數據，flash用來(lái)存儲壓縮處理器執行程序映像。此外，圖像壓縮處理器模塊提供一個(gè)uart接口，以便將壓縮的圖像文件傳輸到主控處理器模塊。

圖2 圖像壓縮處理電路

圖3 系統串口連接電路

  (2)系統串口連接電路的部分電路如圖3所示。arm7處理器提供標準的uart接口連接手機模塊，另外提供一個(gè)串行接口，與圖像壓縮處理器模塊串行接口相連。

  系統軟件設計
  ● 操作系統和開(kāi)發(fā)環(huán)境
  vxworks是目前世界上用戶(hù)數量最大的實(shí)時(shí)操作系統，具有豐富的應用軟件支持、良好的技術(shù)服務(wù)、可伸縮性(vxworks提供了超過(guò)1800個(gè)應用編程接口供用戶(hù)自行選擇使用)、可裁減性(指用戶(hù)可以根據自己的應用需求對vxworks進(jìn)行配置，產(chǎn)生具有各種不同功能的操作系統映像)和可靠的系統穩定性。本系統主要采用其實(shí)時(shí)性、多任務(wù)、基于優(yōu)先級的搶占式調度、同優(yōu)先級輪轉調度和任務(wù)間的通信與同步機制、任務(wù)與中斷之間的通信機制。

  vxworks的開(kāi)發(fā)環(huán)境是windriver(風(fēng)河)公司提供的tornado。tornado采用主機-目標機開(kāi)發(fā)方式，主機系統采用運行windows2000/nt的工作站或pc，vxworks則運行在arm等目標處理器上。tornado采用的主機-目標機連接方式為以太網(wǎng)、串行線(xiàn)等，主機與目標機之間的通信是通過(guò)運行各自處理器上的代理進(jìn)程來(lái)完成的，使主機上的開(kāi)發(fā)工具和目標機的操作系統可以完全脫離相互連接的方式。tornado提供了友好的可視化開(kāi)發(fā)界面、交叉編譯環(huán)境、源碼級調試工具、目標機命令解釋器和目標機狀態(tài)監視器等多種應用工具，為應用軟件開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)高效而可靠的平臺。

  ● 軟件設計原理
  軟件設計采用事件驅動(dòng)機制；中斷事件激活isr，isr將事件排隊，并通過(guò)信號量的v 操作通知處理任務(wù)。處理任務(wù)進(jìn)行p 操作，在沒(méi)有事件需要處理時(shí)就會(huì )阻塞，如果得到信號量則根據事件隊列的內容進(jìn)行相應處理；事件處理任務(wù)為一永久循環(huán)。
軟件設計流程如圖4所示。

圖4 軟件流程圖

  ● 軟件關(guān)鍵設計的具體實(shí)現
  (1)當系統啟動(dòng)時(shí)等待一段時(shí)間，若超時(shí)則正常加載內核進(jìn)行引導，若從串口uart接收到配置參數請求信息，則通過(guò)串口uart發(fā)送配置文件到pc端；pc端對配置參數進(jìn)行處理后，再將參數通過(guò)串口發(fā)送到設備，設備再將參數以文件的形式進(jìn)行存儲。

  (2)初始化手機模塊。先利用手機模塊的硬復位線(xiàn)將手機進(jìn)行硬復位，一直等到手機能響應at指令，再將手機的信息通知功能打開(kāi)，初始化短信處理到文本模式，激活cdma,一直等待，手機信號要足夠強。

  (3)當接收到滿(mǎn)足觸發(fā)條件的短信息后，發(fā)起中斷處理任務(wù)，將uim卡中的短消息讀出到緩沖，將短消息刪除，對緩沖中短消息的有效性進(jìn)行判斷，若為有效短消息則進(jìn)行相應的處理，再將根據短消息配置后的參數保存。

  (4)系統根據觸發(fā)參數發(fā)起任務(wù)進(jìn)行拍照、封裝，調用建立ppp連接的函數，先用at指令atd#777接通cdma，然后初始化ppp連接，當ppp連接完成后設置好相應的ip參數。

  (5)然后初始化wap相關(guān)參數，建立wap連接，調用彩信發(fā)送函數將圖片發(fā)送到目的移動(dòng)通信終端用戶(hù)，斷開(kāi)ppp連接。

  關(guān)鍵源代碼如下。
status mmsmain(viod)
{
int iofd, i;
psysinfo = (sysinfo_t *) calloc(1, sizeof(sysinfo_t));
psysinfo->tickrate = sys_tick_rate;
psysinfo->pqueue = msgqcreate( sys_msg_count, sizeof(sysmsg_t), msg_q_fifo );
psysinfo->pcamqueue = msgqcreate( sys_msg_count, sizeof(sysmsg_t), msg_q_fifo );
psysinfo->pphotoqueue = msgqcreate(sys_msg_count, sizeof(sysmsg_t), msg_q_fifo);
psysinfo->pmodemqueue = msgqcreate(sys_msg_count, sizeof(sysmsg_t), msg_q_fifo);
debug_print(("now begin read config information... "));
if (readflash() == error)
{
initdefaultinfo();
readflash();
}
debug_print(("now end read config information... "));
#ifndef cdma_module
while(wavecomlibinit() == error);
for (i=0; i<2; i++)
{
if (startppp() == ok)
break;
pppdelete(0);
taskdelay(30);
wavecomlibinit();
}
if (i>= 2)
{
debug_print(("startppp error! "));
return error;
}
if (wapinit()!= ok)
{
debug_print(("wapinit error! "));
return error;
}
#else
cdmalibinit();
#endif
sysrecvlibinit();
taskspawn("tcamera", 80, 0, 50 * 1024, cameratask, psysinfo->pcamqueue, psysinfo->pphotoqueue,2,3,4,5,6,7,8,9);
photosendlibinit();
taskdelay(2);
irlibinit();
if (sysinitinfo->motiondetction)
camqsend(sys_motion_pic, null, 0x0200 + sysinitinfo->campixel);
commcallbackfun = commstrhandle;
psysinfo->initialized = true;
return ok;
}

  主要實(shí)現的功能有：初始化系統參數，初始化捕獲、圖像壓縮處理器模塊，初始化手機modem，建立ppp連接，發(fā)送連接包，斷開(kāi)ppp連接并返回；建立檢查modem信息接收任務(wù)，建立系統主循環(huán)任務(wù)，在主循環(huán)任務(wù)中處理modem信息接收任務(wù)和中斷處理程序中發(fā)送到信息隊列中的內容。

  這種實(shí)現自動(dòng)發(fā)送彩信的系統可用于無(wú)線(xiàn)監控和實(shí)現智能家居安全，系統收發(fā)機制使用cdma網(wǎng)絡(luò )傳輸信息，目標移動(dòng)通信終端用戶(hù)不論在何地都可以接收由系統發(fā)送的彩信，從而能夠實(shí)現遠程監控等功能，為用戶(hù)提供更多的安全和便利。

參考文獻
1 vxworks programmer’s guide 5.4. wind
 river systems, inc
2 vxworks reference manual. wind river
 systems, inc
3 陳智育,溫彥軍,陳琪編著(zhù). vxworks程序
 開(kāi)發(fā)實(shí)踐. 人民郵電出版社,2004.5
4 杜春雷. arm體系結構與編程. 清華大
 學(xué)出版社,2004.4