基于GPRS和SVG的戰(zhàn)場(chǎng)信息終端通信設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)以往各戰(zhàn)場(chǎng)信息終端之闖通過(guò)超短波電臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，以此來(lái)共享戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息的繁瑣途徑，在此提出并設(shè)計(jì)一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖的方式來(lái)共享戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息。在此基礎(chǔ)上，采用基于SVG規(guī)范的XML文檔來(lái)記錄戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，以便于網(wǎng)絡(luò)傳輸，這種方法使得戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息的表達(dá)直觀全面，而且大大縮短了戰(zhàn)場(chǎng)信息共享的時(shí)間，提高了作戰(zhàn)效率。
關(guān)鍵詞：GPRS；μC／OS-Ⅱ；SVG；戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)

0 引言
    信息終端之間的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息傳遞，通常情況下采用無(wú)線電臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)線電臺(tái)與各終端系統(tǒng)之間采用串行通信模式。該方式多了無(wú)線電臺(tái)這個(gè)中間媒介，過(guò)程繁瑣且安全性不高，如果各信息終端之間可以直接實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息共享，不僅簡(jiǎn)化了信息傳輸過(guò)程，增強(qiáng)了安全性，而且提高了戰(zhàn)場(chǎng)效率，本文設(shè)計(jì)了基于GPRS的終端通信模塊，在戰(zhàn)術(shù)標(biāo)圖中采用SVG對(duì)軍標(biāo)符號(hào)進(jìn)行表示，以XML文檔對(duì)完成的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖進(jìn)行解析表述，而后利用GPRS模塊連接Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)XML文檔的網(wǎng)絡(luò)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息的共享，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

1 硬件設(shè)計(jì)
    (1)微控制器選擇。該終端的微控制器采用三星公司的S3C2440 32 b RISC處理器。這是一款專(zhuān)為手持設(shè)備而設(shè)計(jì)的芯片，它采用ARM920 T內(nèi)核、新型AMBA總線架構(gòu)，是一款高性能、高集成度、低功耗的芯片。S3C2440主頻400 MHz，理論尋址空間為4 GB，但其中有3 GB的空間預(yù)留給了微處理器內(nèi)部的寄存器和其他設(shè)備，所以外部尋址空間為1GB。
    (2)液晶顯示電路。S3C2440含有內(nèi)置的LCD控制器，它可以將顯示在LCD上的數(shù)據(jù)從系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過(guò)邏輯單元傳送到外部的LCD驅(qū)動(dòng)器中，它可以支持不同分辨率的顯示，同時(shí)支持STN—LCD和TFT—LCD，在該系統(tǒng)中選用的是由Sharp公司生產(chǎn)的TFT—LCD器件LQ080V3DG0 1，該器件的分辨率為640×480。系統(tǒng)配置觸摸屏，操作方便。
    (3)GPRS模塊。GPRS模塊采用的是德國(guó)西門(mén)子MC39iGSM／GPRS終端，它設(shè)計(jì)小巧、功耗很低，具有RS 232接口，可通過(guò)串口與S3C2440A相連，此外，它的配件有天線，電源，支持短信收發(fā)、語(yǔ)音、傳真、GPRS上網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br />     (4)存儲(chǔ)器模塊：在該系統(tǒng)中，選擇16 Mb(1M×16b)的AM29LV160D NOR FLASH芯片作為程序存儲(chǔ)器存放引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)和用戶(hù)程序；128 Mb(16M×8b)的K9F2808UOC NAND FLASH芯片作為文件存儲(chǔ)器，存放數(shù)據(jù)文件；64 Mb(4 Banks×1MX 16 b)HY57V561620 SDRAM芯片作為數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)器。由于終端涉及到對(duì)圖形信息的編輯，牽扯到大量的軍標(biāo)、文字等地圖元素，因而擴(kuò)展了2 GB的SD卡存儲(chǔ)器。

2 軟件設(shè)計(jì)
    軟件設(shè)計(jì)采用的方案為：引入可移植性、可裁剪性較好的μC／OS-Ⅱ作為操作系統(tǒng)，在嵌入式系統(tǒng)上首先安裝并運(yùn)行操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，然后運(yùn)行TCP／IP協(xié)議棧，從而實(shí)現(xiàn)嵌入式TCP／IP，使基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統(tǒng)終端能夠在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。整個(gè)系統(tǒng)的軟件流程圖如圖2所示。

2．1 μC／OS-Ⅱ的移植
    μC／OS-Ⅱ的移植過(guò)程需要解決的主要問(wèn)題有：數(shù)據(jù)類(lèi)型的重定義，堆棧結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，任務(wù)切換時(shí)的狀態(tài)保存與恢復(fù)等。S3C2440A處理器完全滿(mǎn)足μC／OS-Ⅱ的移植要求，需要完成的工作非常簡(jiǎn)單，修改三個(gè)和處理器相關(guān)的文件即可。這3個(gè)文件是：OS_CPU．H，OS_CPU_C．C，OS_CPU_A．ASM。具體過(guò)程如下：
    (1)設(shè)置OS_CPU．H中與處理器和編譯器相關(guān)的代碼；
    (2)在OS_CPU_C．C中編寫(xiě)6個(gè)與操作系統(tǒng)相關(guān)的函數(shù)；
    (3)在OS_CPU_A．ASM文件中編寫(xiě)4個(gè)處理器相關(guān)函數(shù)；
    完成以上工作之后，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ就可以工作。
2．2 GPRS通信模塊設(shè)計(jì)
    微處理器S3C2440通過(guò)執(zhí)行AT命令，由串口向GPRS模塊發(fā)送控制命令，已完成網(wǎng)絡(luò)接入。首先對(duì)GPRS模塊進(jìn)行初始化，其中包括對(duì)串口、時(shí)鐘和終端的初始化；然后利用AT指令預(yù)先設(shè)置PDP場(chǎng)景和服務(wù)質(zhì)量QoS的參數(shù)值，撥打GPRS網(wǎng)絡(luò)特定號(hào)碼，從而開(kāi)始PPP鏈路協(xié)商；完成協(xié)商后即在終端和GPRS網(wǎng)絡(luò)之間創(chuàng)建了PPP鏈路；最后進(jìn)行TCP連接，連接成功之后，終端以GPRS方式接入Internet，流程圖如圖3所示。

2．3 戰(zhàn)術(shù)標(biāo)圖及XML文檔的生成
    SVG(Scalable Vector Graphics)是一種將圖形信息用XML文本描述的技術(shù)。它作為XML的一個(gè)描述矢量圖形的子集的出現(xiàn)，主要針對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖在網(wǎng)絡(luò)傳輸中采用點(diǎn)陣位圖的方式難擴(kuò)展、難修改的缺陷提出的。本文采用SVG規(guī)范對(duì)軍標(biāo)符號(hào)進(jìn)行表示。流程圖如圖4所示，標(biāo)圖員通過(guò)地圖調(diào)用函數(shù)調(diào)用所需電子地圖，觸發(fā)主程序模塊，連接到軍標(biāo)地圖庫(kù)和編輯模塊，讀取并顯示所需地圖，此時(shí)標(biāo)圖員利用虛擬視圖完成對(duì)態(tài)勢(shì)圖的文字以及符號(hào)的標(biāo)繪，當(dāng)標(biāo)圖員完成態(tài)勢(shì)圖的標(biāo)繪后，調(diào)用代碼分析模塊，得到基于SVG代碼的態(tài)勢(shì)圖XML文檔。此時(shí)，生成的XML文檔通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊進(jìn)行態(tài)勢(shì)圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸，在調(diào)用網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的同時(shí)，主程序模塊也調(diào)用了XML全文庫(kù)模塊，將態(tài)勢(shì)圖XML文檔存儲(chǔ)到了XML全文庫(kù)中，以方便重復(fù)發(fā)送和二次修改。

    而在接收端，在接收到戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖后，主程序模塊調(diào)用代碼解析模塊實(shí)現(xiàn)XML文檔的態(tài)勢(shì)圖圖形再現(xiàn)，再調(diào)用存儲(chǔ)函數(shù)將態(tài)勢(shì)圖XML文檔存儲(chǔ)到接收端的XML全文庫(kù)中。這樣就實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享。
2．4 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊
    網(wǎng)絡(luò)傳輸階段通過(guò)與TCP協(xié)議綁定的SOAP協(xié)議來(lái)傳輸態(tài)勢(shì)圖的XML文檔，SOAP協(xié)議采用HTTP作為底層通信協(xié)議，RPC作為一致性的調(diào)用途徑，XML作為數(shù)據(jù)傳送格式，允許通過(guò)Internet進(jìn)行通信交互，從而實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸及共享。

3 結(jié)語(yǔ)
    本文提出了一種共享戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息的新方法，充分利用了日益成熟的GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet，在實(shí)現(xiàn)無(wú)線上網(wǎng)的同時(shí)，采用SVG表述軍標(biāo)圖形，實(shí)現(xiàn)基于XML文檔的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸，相對(duì)于傳統(tǒng)的通過(guò)無(wú)線電臺(tái)傳輸戰(zhàn)場(chǎng)信息的方式來(lái)說(shuō)，直觀高效，對(duì)于提高戰(zhàn)場(chǎng)信息終端的實(shí)時(shí)傳輸能力具有一定的參考價(jià)值。