基于VxWorks實現(xiàn)自動發(fā)送彩信嵌入式設(shè)計

   在ARM微處理器硬件平臺上，應(yīng)用WindRiver公司的Tornado集成開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)基于VxWorks的自動發(fā)送彩信的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用現(xiàn)有CDMA網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)發(fā)送彩信到特定的移動終端用戶。

   隨著嵌入式應(yīng)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(tǒng)的涌現(xiàn)和完善，嵌入式無線設(shè)備可以利用CDMA網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)許多新的應(yīng)用。自動發(fā)送彩信的嵌入式系統(tǒng)就是這種新應(yīng)用之一，在特定的條件下，系統(tǒng)自動發(fā)送彩信到指定的移動通信終端；該應(yīng)用系統(tǒng)是由用戶根據(jù)要求設(shè)定觸發(fā)條件的自動發(fā)送彩信系統(tǒng)，當(dāng)滿足觸發(fā)條件時，設(shè)備會自動控制捕獲、壓縮圖像部件拍攝外部圖像，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)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(shù)據(jù)經(jīng)由手機模塊發(fā)送到移動交換網(wǎng)絡(luò)，最終轉(zhuǎn)發(fā)到移動通信終端用戶。

系統(tǒng)整體設(shè)計
  ● 系統(tǒng)主處理器

   系統(tǒng)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(dá)到130MIPS，同時支持16位的Thumb指令集，使用Thumb指令集可以以16位的系統(tǒng)開銷得到32位的系統(tǒng)性能。
  ● 系統(tǒng)原理框圖

  系統(tǒng)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(shù)據(jù)和任務(wù)控制；手機模塊可發(fā)送彩信和接收短消息。系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

  ● 系統(tǒng)工作原理步驟

  (1)系統(tǒng)上電啟動后，手機模塊讀取UIM信息發(fā)送無線信號尋找CDMA網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行用戶號碼賬戶和身份驗證后連接到網(wǎng)絡(luò)；然后系統(tǒng)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(tǒng)發(fā)起任務(wù)，等待滿足觸發(fā)自動發(fā)送彩信的條件。

  (2)設(shè)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(jù)解析的結(jié)果進(jìn)行動作。當(dāng)接收到用戶的觸發(fā)后，系統(tǒng)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(shù)據(jù)。

  (3)當(dāng)接收到回傳的圖像數(shù)據(jù)后系統(tǒng)發(fā)起任務(wù)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行MMS封裝，封裝格式完全符合MMS CLIENT端協(xié)議。

  (4)系統(tǒng)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(tǒng)把封裝的圖像數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)串口UART傳送給手機模塊，最后系統(tǒng)發(fā)起任務(wù)使用AT指令控制手機模塊把彩色圖片發(fā)送到移動交換網(wǎng)絡(luò)，最終轉(zhuǎn)發(fā)到設(shè)定的目標(biāo)移動通信終端用戶，從而完成了自動發(fā)送彩信的功能。

  ● 系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)硬件設(shè)計技術(shù)要點包括以下部分。
  (1)圖像壓縮處理模塊完成對數(shù)字圖像信息的壓縮，部分電路如圖2所示。SDRAM用來緩存圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH用來存儲壓縮處理器執(zhí)行程序映像。此外，圖像壓縮處理器模塊提供一個UART接口，以便將壓縮的圖像文件傳輸?shù)街骺靥幚砥髂K。

圖2 圖像壓縮處理電路

圖3 系統(tǒng)串口連接電路

  (2)系統(tǒng)串口連接電路的部分電路如圖3所示。ARM7處理器提供標(biāo)準(zhǔn)的UART接口連接手機模塊，另外提供一個串行接口，與圖像壓縮處理器模塊串行接口相連。

  系統(tǒng)軟件設(shè)計
  ● 操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境
  VxWorks是目前世界上用戶數(shù)量最大的實時操作系統(tǒng)，具有豐富的應(yīng)用軟件支持、良好的技術(shù)服務(wù)、可伸縮性(VxWorks提供了超過1800個應(yīng)用編程接口供用戶自行選擇使用)、可裁減性(指用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)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(tǒng)映像)和可靠的系統(tǒng)穩(wěn)定性。本系統(tǒng)主要采用其實時性、多任務(wù)、基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度、同優(yōu)先級輪轉(zhuǎn)調(diào)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的開發(fā)環(huán)境是WindRiver(風(fēng)河)公司提供的Tornado。Tornado采用主機-目標(biāo)機開發(fā)方式，主機系統(tǒng)采用運行Windows2000/NT的工作站或PC，VxWorks則運行在ARM等目標(biāo)處理器上。Tornado采用的主機-目標(biāo)機連接方式為以太網(wǎng)、串行線等，主機與目標(biāo)機之間的通信是通過運行各自處理器上的代理進(jìn)程來完成的，使主機上的開發(fā)工具和目標(biāo)機的操作系統(tǒng)可以完全脫離相互連接的方式。Tornado提供了友好的可視化開發(fā)界面、交叉編譯環(huán)境、源碼級調(diào)試工具、目標(biāo)機命令解釋器和目標(biāo)機狀態(tài)監(jiān)視器等多種應(yīng)用工具，為應(yīng)用軟件開發(fā)提供了一個高效而可靠的平臺。

  ● 軟件設(shè)計原理
  軟件設(shè)計采用事件驅(qū)動機制；中斷事件激活I(lǐng)SR，ISR將事件排隊，并通過信號量的v 操作通知處理任務(wù)。處理任務(wù)進(jìn)行p 操作，在沒有事件需要處理時就會阻塞，如果得到信號量則根據(jù)事件隊列的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)處理；事件處理任務(wù)為一永久循環(huán)。
軟件設(shè)計流程如圖4所示。

圖4 軟件流程圖

  ● 軟件關(guān)鍵設(shè)計的具體實現(xiàn)
  (1)當(dāng)系統(tǒng)啟動時等待一段時間，若超時則正常加載內(nèi)核進(jìn)行引導(dǎo)，若從串口UART接收到配置參數(shù)請求信息，則通過串口UART發(fā)送配置文件到PC端；PC端對配置參數(shù)進(jìn)行處理后，再將參數(shù)通過串口發(fā)送到設(shè)備，設(shè)備再將參數(shù)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(fù)位線將手機進(jìn)行硬復(fù)位，一直等到手機能響應(yīng)AT指令，再將手機的信息通知功能打開，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(dāng)接收到滿足觸發(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(yīng)的處理，再將根據(jù)短消息配置后的參數(shù)保存。

  (4)系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)參數(shù)發(fā)起任務(wù)進(jìn)行拍照、封裝，調(diào)用建立PPP連接的函數(shù)，先用AT指令A(yù)TD#777接通CDMA，然后初始化PPP連接，當(dāng)PPP連接完成后設(shè)置好相應(yīng)的IP參數(shù)。

  (5)然后初始化WAP相關(guān)參數(shù)，建立WAP連接，調(diào)用彩信發(fā)送函數(shù)將圖片發(fā)送到目的移動通信終端用戶，斷開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;
}

  主要實現(xiàn)的功能有：初始化系統(tǒng)參數(shù)，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PPP連接并返回；建立檢查modem信息接收任務(wù)，建立系統(tǒng)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(nèi)容。

  這種實現(xiàn)自動發(fā)送彩信的系統(tǒng)可用于無線監(jiān)控和實現(xiàn)智能家居安全，系統(tǒng)收發(fā)機制使用CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，目標(biāo)移動通信終端用戶不論在何地都可以接收由系統(tǒng)發(fā)送的彩信，從而能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，為用戶提供更多的安全和便利。

參考文獻(xiàn)
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. VxWorks程序
 開發(fā)實踐. 人民郵電出版社,2004.5
4 杜春雷. ARM體系結(jié)構(gòu)與編程. 清華大
 學(xué)出版社,2004.4