基于VxWorks實(shí)現自動(dòng)發(fā)送彩信嵌入式設計

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A(yíng)RM7TDMI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A(yíng)RM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I(lǐng)SR，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