基于TinyXml的嵌入式Linux

引 言

用自動(dòng)化抄表代替人工抄表是實(shí)現智能樓宇的重要手段。傳統的IC卡預付費方式雖然實(shí)施方便，但會(huì )有卡槽污染、卡易磨損以及安全性差等缺點(diǎn)，同時(shí)也無(wú)法實(shí)時(shí)地監控用戶(hù)的用電情況；廉價(jià)方便的雙向電力線(xiàn)載波抄表方式由于受電網(wǎng)污染的影響，難以大面積推廣；專(zhuān)用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程抄表方式，則會(huì )帶來(lái)投資規模大、施工時(shí)間長(cháng)、維護困難等問(wèn)題。

針對上述問(wèn)題，本文提出了一種基于嵌入式Linux系統的居民用電管理解決方案，系統結構如圖1所示。整個(gè)居民用電管理系統從結構上看分為4層：第1層為主站，負責遠程抄表和控制，為供電部門(mén)和小區物業(yè)提供數據訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)；第2層為管理終端，完成數據的遠程接收和轉發(fā)，并對其下的管理終端進(jìn)行管理；第3層為抄表終端，用于采集現場(chǎng)的電表數據，通過(guò)ZigBee協(xié)議發(fā)送到管理終端；第4層為電表。管理終端操作系統選用嵌入式Linux，同時(shí)搭配單片機實(shí)現與采集終端之間的無(wú)線(xiàn)通信。

主站和管理終端之間的報文傳輸遵循《電力負荷管理系統數據傳輸規約》。根據該規約，主站會(huì )向管理終端下達一些參數設置的命令，管理終端在接到命令后應記錄下該參數，并根據最新的參數來(lái)執行任務(wù)；在終端掉電重啟后，參數設置依然有效。傳統的參數配置基本采用兩類(lèi)方法：配置文件法(如.ini文件)和數據庫法。由于本系統需要管理的參數條目不多，使用數據庫占用的空間太大；.ini文件雖輕巧但上下文相關(guān)，不易維護和管理。XML文件則能克服以上缺點(diǎn)。XML(eXtensible Markup Language)是由萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì )(W3C)設計，特別為Web應用服務(wù)的SGML的一個(gè)重要分支。它具有簡(jiǎn)單、開(kāi)放、高效且可擴充、國際化的特性。XML語(yǔ)言具有很多優(yōu)秀的特性：①具有嚴格、良好的層次結構，實(shí)現了數據內容和表現形式的分離，使得配置文件結構清晰，可讀性強；②具有跨平臺、自解釋等諸多優(yōu)點(diǎn)；③現在各種經(jīng)過(guò)測試的、性能優(yōu)越的XML解釋器非常多，避免了自己開(kāi)發(fā)XML解釋器，從而可以大大提高軟件的生產(chǎn)率和健壯性。在眾多的XML解釋器中，通過(guò)比較選擇了Ti-nyXml。

1 TinyXml的特點(diǎn)

TinyXml是一個(gè)簡(jiǎn)單、小巧的C++XML解釋器。TinyXml具有以下特點(diǎn)：

① TinyXml最大的特點(diǎn)就是體積小，速度快，而且只有2個(gè)頭文件和3個(gè)源文件，總共144 KB，十分適合嵌入式系統應用。

② 功能完善，簡(jiǎn)單易用，為用戶(hù)提供了豐富的API。TinyXml是一種基于DOM模型的解釋器?；贒OM模型是指在分析時(shí)，一次性對整個(gè)XML文檔進(jìn)行分析，并在內存中形成對應的樹(shù)結構；同時(shí)，向用戶(hù)提供一系列的接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和編輯該樹(shù)結構。這種方式占用內存大，速度往往較慢，但可以給用戶(hù)提供一個(gè)面向對象的訪(fǎng)問(wèn)接口，對用戶(hù)更為友好。在本項目中需要存放的參數不是很多，因而不會(huì )占用系統很多的內存。

③ 源碼開(kāi)放，無(wú)須付費。開(kāi)放的源碼不僅可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，更為重要的是為產(chǎn)品的維護完善和穩定運行提供了最為徹底的保障。

④ 易于移植。TinyXml與操作系統無(wú)關(guān)，可以方便地移植到各種系統平臺。源代碼中已經(jīng)提供了一份Make-file文件，稍加改造就可以移植到我們的嵌入式Linux下。

2 TinyXml在嵌入式Linux下的移植

(1) 建立arm-linux交叉編譯環(huán)境

將TinyXml移植到嵌入式Linux下首先必須搭建交叉編譯環(huán)境。本文采用嵌入式Linux，版本為2.4.18；安裝的交叉編譯器arm-linux版本為2.95.3。

(2) 下載TinyXml源代碼

可以到相關(guān)網(wǎng)站(如http：／／www.grinninglizard.com／tinyxml／index.html)下載TinyXml源代碼包。目前可以下載到tinyxml_2_5_2.tar.gz(190 527字節)或者tinyxmL_2_5_2.zip(241 756字節)。這里使用的版本是2.3.4。將下載的代碼包解開(kāi)，生成tinyxml目錄。

(3) 生成動(dòng)態(tài)鏈接庫libtinyxml.so

首先修改 Makefile文件：

① 將"CXX：=g++"改為"CXX：=arm-linux-g++"，即將編譯器由g++改為交叉編譯器。

② 將"OUTPUT：=xmltest"改為"OUTPUT：=libtinyxml.so"，即將原來(lái)生成演示程序改為生成動(dòng)態(tài)鏈接庫libtinyxml.so。

③ 將xmltest.cpp從"SRCS：=tinyxml.cpp tinyxml-parser.cpp xmltest.cpp tinyxmlerror.cpp tinystr.cpp"中刪除，注釋掉"xmltest.o：tinyxml.h tinystr.h"。因為不需要將演示程序添加到動(dòng)態(tài)庫中。 ④ 在"${LD}-o$@${LDFLAGS)${OBJS}${LIBS}${EXTRA_LIBS}"語(yǔ)句的"${LD)"后添加"-shared"，用于生成動(dòng)態(tài)庫。

修改完成后，執行make命令就可以在當前目錄生成需要的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件libtinyxml.so，也可以根據需要把TinyXml編譯成靜態(tài)庫文件。

3 TinyXml的應用編程

為了清晰地描述參數，定義了兩個(gè)XML文件：一個(gè)用來(lái)定義配置文件的數據結構和類(lèi)型；另一個(gè)用來(lái)存放具體的配置數據。處理方法舉例如下：

對《電力負荷管理系統數據傳輸規約》的參數設置命令F7，即終端抄表日設置。具體描述如表1所列。

終端抄表日期：D0～D30對應每月1日～31日，置"1"為有效，置"0"為無(wú)效。

數據格式19如表2所列。

對于上述表中的數據，其配置數據的結構和類(lèi)型的XML文件構建如下(文件名：param.xsd)：  




對于具體的配置數據XML文件構建如下(文件名param.xml)：  




4 結 論

本文提出了一種基于嵌入式Linux系統的居民用電管理解決方案，并利用TinyXml實(shí)現具體功能，其參數配置方法可以用于其他嵌入式系統。

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