嵌入式linux移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　嵌入式Linux移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　作 者 姓 名 xx </p><p>　　專 業(yè) xx </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名 xx </p><p>　　專業(yè)技術(shù)職務(wù) 講 師 &l

2、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　第一章 嵌入式操作系統(tǒng)3</p><p>　　1.1嵌入式操作系統(tǒng)的概述3</p><p>　　1.2嵌入式系統(tǒng)的概念3</p><

3、;p>　　1.3常見的嵌入式操作系統(tǒng)3</p><p>　　1.4嵌入式系統(tǒng)的未來5</p><p>　　第二章 嵌入式Linux操作系統(tǒng)6</p><p>　　2.1嵌入式Linux及其特點6</p><p>　　2.1.1 Linux的優(yōu)勢6</p><p>　　2.1.2嵌入式Linux及技術(shù)特

4、點6</p><p>　　2.2 Linux文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2.3 Linux基本命令8</p><p>　　2.4 Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺10</p><p>　　2.4.1系統(tǒng)軟件操作平臺10</p><p>　　2.4.2系統(tǒng)硬件平臺10</p><

5、p>　　2.4.3嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)模式11</p><p>　　第三章 GPRS 簡介13</p><p>　　3.1 GPRS基礎(chǔ)知識13</p><p>　　3.2 GPRS的主要特點13</p><p>　　3.3 GPRS的技術(shù)優(yōu)勢14</p><p>　　3.4 GPRS(M23)模

6、塊15</p><p>　　3.4.1模塊(M23)特征15</p><p>　　3.4.2 GPRS模塊無線上網(wǎng)AT指令簡介15</p><p>　　第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計18</p><p>　　4.1系統(tǒng)概述18</p><p>　　4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計18</p><p>　　

7、4.2.1 GPRS模塊18</p><p>　　4.2.2 UART-IRDA-485-SD模塊19</p><p>　　4.2.3 POWER-AD-DA-LED-BEEP模塊20</p><p>　　4.2.4 BUS-Drive模塊21</p><p>　　4.2.5 以太網(wǎng)接口電路22</p><p&g

8、t;　　4.2.6 PCMCIA接口電路23</p><p>　　4.2.7 LED數(shù)碼顯示電路和直流電機(jī)控制電路24</p><p>　　4.2.8 彩色液晶屏及觸摸屏驅(qū)動電路25</p><p>　　4.2.9 IIS數(shù)字音頻輸入輸出電路26</p><p>　　4.2.10 USB HOST/Device 接口電路26<

9、/p><p>　　第五章 總結(jié)與展望27</p><p>　　5.1設(shè)計總結(jié)27</p><p>　　5.2設(shè)計展望28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　附 錄30</b></p><p><

10、;b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展,價格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU 和外設(shè)的結(jié)合為嵌入式系統(tǒng)提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)。LINUX 則是以核心為基礎(chǔ)的、完全內(nèi)存保護(hù)、支持多任務(wù)多進(jìn)程, 支持廣泛的硬件; 而且價格低廉、易開發(fā)、資料豐富, 可定制內(nèi)核。這些都從根本上消

11、除了限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸, 加上當(dāng)前國家對自主操作系統(tǒng)的大力支持, 也為源碼開放的LINUX 的推廣提供了廣闊的發(fā)展前景。從安全的角度來看, LINUX 程序源碼全部公開, 包括系統(tǒng)內(nèi)核,開發(fā)人員可以對操作系統(tǒng)進(jìn)行定制和修改, 從而也不必?fù)?dān)心像MS window 操作系統(tǒng)中“后門”的威脅。</p><p>　　GPRS 是一個用于通過 GSM 傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組服務(wù)，是一種卓越的數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。盡管 GSM 上

12、的數(shù)據(jù)是線路交換的并且不管怎樣都占用一個通道，但是 GPRS 上的數(shù)據(jù)是一直連接的（always-on）、分組交換（packet-switched）的數(shù)據(jù)流。GSM 的傳輸速度一般是 9.6 kbps，而 GPRS 能夠運行的速度為 56 kbps 到 170 kbps。GPRS 是在基本的蜂窩移動通信系統(tǒng)改造而來的, 主要是由交換網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS) 、無線基站子系統(tǒng)(BSS) 和移動臺(MS) 三大部分組成。</p>

13、<p>　　關(guān)鍵詞：Linux GPRS 數(shù)據(jù)采集</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the rapid development of microprocessor technology, low-cost, cabinet structure of CPU and link of peripherals

14、 for embedded systems to provide stable and reliable hardware architecture. LINUX is a core-based, full memory protection, support for multi-task and Multi-process, supports a wide range of hardware, but also inexpensive

15、 and easy to develop, informative, customizable core. These are fundamentally eliminating the restrictions on embedded systems development bottleneck, coupled with t</p><p>　　GPRS is one of GSM packet data s

16、ervices for the transmission of data through GSM, is a superior digital cellular standards. While the data of GSM is circuitry exchange and it has occupied a passage in any case, but the data of GPRS has been always-on,

17、packet-switched the flow of data. The transmission speed of GSM is generally 9.6 kbps, and the speed of GPRS can run for 56 kbps to 170 kbps. . GPRS is the fundamental transformation of cellular mobile communications sys

18、tems and mainly made up of t</p><p>　　keywords：Linux ; GPRS ; data collection</p><p>　　第一章 嵌入式操作系統(tǒng)</p><p>　　1.1嵌入式操作系統(tǒng)的概述</p><p>　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在很大程度改變了人們的生活、工作和娛

19、樂方式，而且這些改變還在加速。嵌入式系統(tǒng)具有無數(shù)的種類，每類都具有自己獨特的個性。例如，MP3、數(shù)碼相機(jī)與打印機(jī)就有很大的不同。汽車中更是具有多個嵌入式系統(tǒng)，使汽車更輕快、更干凈、更容易駕駛。</p><p>　　即使不可見，嵌入式系統(tǒng)也無處不在。嵌入式系統(tǒng)在很多產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用并逐步改變著這些產(chǎn)業(yè)，包括工業(yè)自動化、國防、運輸和航天領(lǐng)域。例如神州飛船和長征火箭中肯定有很多嵌入式系統(tǒng)，導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)也是嵌入式

20、系統(tǒng)，高檔汽車中也有多達(dá)幾十個嵌入式系統(tǒng)[1]。</p><p>　　在日常生活中，人們使用各種嵌入式系統(tǒng)，但未必知道它們。事實上，幾乎所有帶有一點“智能”的家電（全自動洗衣機(jī)、電腦電飯煲…）都是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛的適應(yīng)能力和多樣性，使得視聽、工作場所甚至健身設(shè)備中到處都有嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　1.2嵌入式系統(tǒng)的概念</p><p>　　目前，對

21、嵌入式系統(tǒng)的定義多種多樣，但沒有一種定義是全面的。下面給出兩種比較合理定義： </p><p>　　1）從技術(shù)的角度定義：以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。</p><p>　　2）從系統(tǒng)的角度定義：嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計完成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計算機(jī)系統(tǒng)。術(shù)語嵌入式反映了這些系統(tǒng)通常是

22、更大系統(tǒng)中的一個完整的部分，稱為嵌入的系統(tǒng)。嵌入的系統(tǒng)中可以共存多個嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　1.3常見的嵌入式操作系統(tǒng)</p><p>　　1. 嵌入式Linux</p><p>　　uClinux是一個完全符合GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)，完全開放代碼。uClinux從Linux 2.0/2.4內(nèi)核派生而來，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。

23、它是專門針對沒有MMU的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元(MMU)的處理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少內(nèi)存或Flash的嵌入式系統(tǒng)。它保留了Linux的大部分優(yōu)點：穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對各種文件系統(tǒng)的支持、以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等。</p><p><b>　　2. Win CE</b></p>&

24、lt;p>　　Windows CE是微軟開發(fā)的一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作，它是精簡的Windows 95。Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。Win CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無關(guān)等特點。Win CE不僅繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在Win CE平臺上可以使用Windows 95/98上的編程工具（如Visual Basic、V

25、isual C++等）、使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的修改和移植就可以在Windows CE平臺上繼續(xù)使用。</p><p><b>　　3.VxWorks</b></p><p>　　VxWorks操作系統(tǒng)是美國 WIND RIVER 公司于1983年設(shè)計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)（RTOS），是嵌入式開發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友

26、好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌入式實時操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等，甚至在1997年4月登陸火星表面的火星探測器上也使用到了VxWorks。</p><p><b>　　OSE</b></p><p>　　OSE主要是由ENEA D

27、ata AB 下屬的ENEA OSE Systems AB負(fù)責(zé)開發(fā)和技術(shù)服務(wù)的，一直以來都充當(dāng)著實時操作系統(tǒng)以及分布式和容錯性應(yīng)用的先鋒，并保持良好的發(fā)展態(tài)勢。 </p><p>　　OSE的客戶深入到電信，數(shù)據(jù)，工控，航空等領(lǐng)域，尤其在電信方面，該公司已經(jīng)有了十余年的開發(fā)經(jīng)驗，同諸如愛立信，諾基亞，西門子等知名公司確定了良好的關(guān)系。</p><p>　　5. Nucleus</p&

28、gt;<p>　　Nucleus PLUS是為實時嵌入式應(yīng)用而設(shè)計的一個搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其95％的代碼是用ANSIC寫成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。</p><p>　　Nucleus PLUS采用了軟件組件的方法。每個組件具有單一而明確的目的，通常由幾個C及匯編語言模塊構(gòu)成，提供清晰的外部接口，對組件的引用就是通過這些接口完成的。由于采用了軟件組件的方法，使Nucl

29、eus PLUS 的各個組件非常易于替換和復(fù)用。</p><p><b>　　ECos</b></p><p>　　eCos是RedHat公司開發(fā)的源代碼開放的嵌入式RTOS產(chǎn)品，是一個可配置、可移植的嵌入式實時操作系統(tǒng)，設(shè)計的運行環(huán)境為RedHat的GNUPro和GNU開發(fā)環(huán)境。eCOS的所有部分都開放源代碼，可以按照需要自由修改和添加。eCOS的關(guān)鍵技術(shù)是操作系統(tǒng)

30、可配置性，允許用戶組和自己的實時組件和函數(shù)以及實現(xiàn)方式，特別允許eCOS的開發(fā)則定制自己的面向應(yīng)用的操作系統(tǒng)，使eCos能有更廣泛的應(yīng)用范圍。</p><p><b>　　μC/OS-II</b></p><p>　　μC/OS-II是一個源碼公開、可移植、可固化、可裁剪、占先式的實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。其絕大部分源碼是用ANSI C寫的，使其可以方便的移植并支持大多數(shù)類

31、型的處理器。μC/OS-II通過了聯(lián)邦航空局（FAA）商用航行器認(rèn)證。自1992年問世以來，μC/OS-II已經(jīng)被應(yīng)用到數(shù)以百計的產(chǎn)品中。μC/OS-II占用很少的系統(tǒng)資源，并且在高校教學(xué)使用是不需要申請許可證。</p><p><b>　　Uitron</b></p><p>　　TRON是指“實時操作系統(tǒng)內(nèi)核（The Real-time Operating sys

32、tem Nucleux）”,它是在1984年由東京大學(xué)的Sakamura博士提出的，目的是為了建立一個理想的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。通過工業(yè)界和大學(xué)院校的合作，TRON方案正被逐步用到全新概念的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中。</p><p>　　uITRON是TRON的一個子方案，它具有標(biāo)準(zhǔn)的實時內(nèi)核，適用于任何小規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)，日本國內(nèi)現(xiàn)有很多基于該內(nèi)核的產(chǎn)品，其中消費電器較多。目前已成為日本事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[2]。</p

33、><p><b>　　uITRON</b></p><p>　　TRON明確的設(shè)計目標(biāo)使其甚至比Linux更適合于做嵌入式應(yīng)用，內(nèi)核小，啟動速度快，即時性能好，也很適合漢字系統(tǒng)的開發(fā)。另外，TRON的成功還來源于如下兩個重要的條件：</p><p><b>　　1）它是免費的；</b></p><p>

34、　　2）它已經(jīng)建立了開放的標(biāo)準(zhǔn)，形成了較完善的軟硬件配套開發(fā)環(huán)境，較好地形成了產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　1.4嵌入式系統(tǒng)的未來</p><p>　　早在1990年之前，嵌入式系統(tǒng)通常是很簡單的且具有很長的產(chǎn)品生命周期的自主設(shè)備。近些年來，嵌入式工業(yè)經(jīng)歷了巨大的變革。</p><p>　　1）產(chǎn)品市場窗口現(xiàn)在預(yù)計翻番的周期狂熱到6～9個月。</p>

35、<p>　　2）全球重新定義市場的機(jī)會和膨脹的應(yīng)用空間。</p><p>　　3）互聯(lián)現(xiàn)在是一個需求而不是輔助性的，包括用有線和剛剛顯露頭角的無線技術(shù)。</p><p>　　4）基于電子的產(chǎn)品更復(fù)雜化。</p><p>　　5）互聯(lián)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生新的依賴網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用。</p><p>　　6）微處理器的處理能力按莫爾定律（Mo

36、ore’s L aw）預(yù)計的速度在增加。該定律認(rèn)為集成電路和晶體管個數(shù)每18個月翻一番。</p><p>　　第二章 嵌入式Linux操作系統(tǒng)</p><p>　　2.1嵌入式Linux及其特點</p><p>　　2.1.1 Linux的優(yōu)勢</p><p>　　對上層應(yīng)用開發(fā)者而言,嵌入式系統(tǒng)需要的是一套高度簡練、界面友善、質(zhì)量可靠、應(yīng)

37、用廣泛、易開發(fā)、多任務(wù)，并且價格低廉的操作系統(tǒng)。因為Linux 的開放性，同時支持不同的設(shè)備，支持不同的配置。Linux 對廠商不偏不倚而且成本極低，能夠很快成為用于各種設(shè)備的操作系統(tǒng)。如今，業(yè)界已經(jīng)達(dá)成共識：即嵌入式linux 是大勢所趨，其巨大的市場潛力與醞釀的無限商機(jī)必然會吸引眾多的廠商進(jìn)入這一領(lǐng)域。</p><p>　　2.1.2嵌入式Linux及技術(shù)特點</p><p>　　嵌入

38、式Linux 操作系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)開辟了很大的市場，出現(xiàn)了一批新型的公司參加這方面的競爭，他們利用自己掌握的用Linux 達(dá)到嵌入式的方法，吸引投資，開發(fā)出成型的產(chǎn)品，如Lineo, TimeSys, FsmLabs 等；也有一些傳統(tǒng)的Linux 公司開辟了這方面的研究，如RedHat, VA Linux 等:更值得重視的是，一些傳統(tǒng)的大公司如IBM, SGI, Motorola, Intel 等也進(jìn)行了Linux的嵌入式方面的研究和開發(fā);

39、另外還有一些開發(fā)專用嵌入式操作系統(tǒng)的公司，如Lynx公司從專用操作系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)型到嵌入式Linux 系統(tǒng)，并且更名為LynuxWorks 。</p><p>　　1. RT-Linux 內(nèi)核互換</p><p>　　RT-Linux (Real TimeLinux)是由Fsmlabs 公司開發(fā)的。RT-Linux 是利用Linux進(jìn)行實時系統(tǒng)開發(fā)比較早的嘗試，新墨西哥州大學(xué)計算機(jī)系的Vict

40、oror Yodaiken 和Michael Baranov在1996年就開始了對RT-Linux 的開發(fā)。根據(jù)Linuxdevices.com的調(diào)查情況，有5% 的用戶已經(jīng)將RT-Linux 使用到了他們的嵌入式應(yīng)用中。</p><p>　　RT-Linux 的原理是將Linux 的內(nèi)核代碼做一些修改，將L1nuX本身的任務(wù)以及Linux內(nèi)核本身作為一個優(yōu)先級最低的任務(wù)，而實時任務(wù)作為優(yōu)先級最高的任務(wù)，即在實時

41、任務(wù)存在的情況下運行實時任務(wù)，否則才運行Linux 本身的任務(wù)，實時任務(wù)不同于Linux 普通進(jìn)程，它是以Linux 的內(nèi)核模塊的形式存在的。通用的RT-Linux 原理如圖 2-1所示。</p><p><b>　　圖 2-1</b></p><p>　　從圖中可以看到,RT-Linux 實際上工作在Linux 內(nèi)核和硬件中間,它最先知道硬件的信息，可以得到最快的響

42、應(yīng)速度;實時任務(wù)直接和RT-Linux內(nèi)核進(jìn)行交互,縮短了到硬件的時間,也提高了實時性。并且,實時任務(wù)和Linux普通進(jìn)程之間也有通訊方式,對實時任務(wù)的監(jiān)控可以在Linux 進(jìn)程這一端執(zhí)行。這種實現(xiàn)方法可以充分利用Linux 的強(qiáng)大功能和RT-Linux 的實時性能[3]。</p><p>　　2. Embedix —個性化內(nèi)核</p><p>　　Embedix 和基于Embedix 的

43、一整套嵌入式Linux 開發(fā)環(huán)境是由Lineo 公司開發(fā)的。Embedix 是基于PowerPC 和x86 平臺開發(fā)的，它提供了Linux 的強(qiáng)大功能還可以對需要功能進(jìn)行剪裁，對嵌入式設(shè)備進(jìn)行支持。通過使用Embedix 可以為自己的嵌入式應(yīng)用創(chuàng)建一個個性化的內(nèi)核。Embedix 的設(shè)計使用了模塊化的設(shè)計方案,方便剪裁系統(tǒng)，從而可以生成最適應(yīng)需求的Embedix 內(nèi)核，達(dá)到體積和功能的最優(yōu)化。同時Line。還提供了基于Embedix 的

44、集成開發(fā)環(huán)境、實時擴(kuò)展方案、GUI 接口等等。其中，集成開發(fā)環(huán)境包括了內(nèi)核遠(yuǎn)程調(diào)試器、實時任務(wù)調(diào)試器和跟蹤器等等。</p><p>　　3. Blue Cat Linux —開放源碼</p><p>　　B1ueCat Linux 是由LynuxWorks 公司提供的。BlueCat是基于開放源碼的模式進(jìn)行開發(fā)的。它基于Red Hat 的內(nèi)核，允許使用運行Red Hat Linux 的交叉

45、平臺機(jī)器開發(fā)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。目前B1ueCat 也支持32 位的PowerPC 和Pentium 兩種微處理芯片。同時Lynuxl9orks 公司提供了B1ueCat 開發(fā)工具，包括C 和C + + 編譯器和針對目標(biāo)芯片的匯編器。并且現(xiàn)在的開發(fā)工具正在準(zhǔn)備向Microsoft Visual Studio上移植。</p><p>　　4. Hard Hat Linux 高性能小體積</p><p

46、>　　MontaVista 公司的Hard Hat Linux 是專門為將Linux 做成嵌入的系統(tǒng)而推出的?？梢愿鶕?jù)Hard Hat Linux 為系統(tǒng)啟動和運行環(huán)境做出合適于嵌入式硬件系統(tǒng)環(huán)境的配置,以獲得最好的性能和最小的體積。針對Hard Hat Linux,MontaVista公司提供了CDK CCross Development Kit,用作Hard Hat 的交叉開發(fā)環(huán)境,提供了C/C++ 的編譯器、調(diào)試器、性能監(jiān)控

47、工具和網(wǎng)絡(luò)工具,支持在x86/Pentium 處理器芯片上的Red HatLinux 上運行CDK 的PowerPC 版本,通過以太網(wǎng)或者串口線對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),目標(biāo)系統(tǒng)是PowerPC 體系結(jié)構(gòu)上的HardHat Linux 系統(tǒng)和針對Hard Hat Linux 開發(fā)的嵌入式應(yīng)用。這種環(huán)境就是MontaYista的最大的特性—交叉開發(fā)調(diào)試環(huán)境。</p><p>　　2.2 Linux文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)<

48、;/p><p>　　Linux文件系統(tǒng)包含3類文件：</p><p>　　1）普通文件：這些文件只是字節(jié)的集合。系統(tǒng)沒有在文件中加入特定的結(jié)構(gòu)。它們用作文本文件(包括源程序文件)，程序使用的數(shù)據(jù)文件，以及程序本身的可執(zhí)行二進(jìn)制文件。</p><p>　　2）目錄文件：目錄是一種結(jié)構(gòu)。它容許將一組文件放在一起。從概念上講，目錄好比是—個容器，可以用來存放其他文件和目錄。事

49、實上，目錄本身只包含其他文件的名稱和一些類似如何從磁盤上找到這此文件的簡單信息。由于一個目錄可以包含了目錄名稱，文件系統(tǒng)形成一個層次結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3）特殊文件：許多不同的文件類型屬于這一范圍。當(dāng)你深入學(xué)習(xí)時將看到達(dá)一切。簡單講，特殊文件與進(jìn)程之間的通信以及進(jìn)程和連接到機(jī)器的各種各樣的外部設(shè)備之間的通信有關(guān)。</p><p>　　所有這些類型的文件均放在一個大的樹形層次結(jié)構(gòu)中。

50、樹的頂部是一個單獨的目錄，稱為根(root)目錄(請勿與root登錄名相混淆)。并且用斜杠符號／表示根目錄。在根目錄下，有一些用于不同目的的標(biāo)準(zhǔn)子目錄和文件。這些高層的目錄和文件結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的意義講是標(biāo)準(zhǔn)的，但并非—定要那樣去做。</p><p>　　Linux目錄層次結(jié)構(gòu)中最重要的分支表示，應(yīng)該用pwd，cd和ls命令去考察你自己機(jī)器上的目錄層次結(jié)構(gòu)。如果想從目錄樹中任何一點問到起始目錄，可以用cd命令。并用相應(yīng)

51、的路徑名作為參數(shù)。但是，也可以只送入cd命令而不給參數(shù)。這是使直接回到起始目錄的一條捷徑[4]。</p><p>　　2.3 Linux基本命令</p><p><b>　　1.su </b></p><p>　　su命令是最基本的命令之一，常用于不同用戶間切換。例如，如果登錄為 user1，要切換為user2，只要用如下命令： $su use

52、r2 ，然后系統(tǒng)提示輸入user2口令，輸入正確的口令之后就可以切換到user2，完成之后就可以用exit命令返回到user1。 su命令的常見用法是變成根用戶或超級用戶。如果發(fā)出不帶用戶名的su命令 ，則系統(tǒng)提示輸入根口令，輸入之后則可切換為根用戶。 如果登錄為根用戶，則可以用su命令成為系統(tǒng)上任何用戶而不需要口令。 </p><p><b>　　2.pwd </b></p>

53、<p>　　pwd命令也是最常用最基本的命令之一，用于顯示用戶當(dāng)前所在的目錄。 </p><p><b>　　3.cd </b></p><p>　　cd命令不僅顯示當(dāng)前狀態(tài)，還改變當(dāng)前狀態(tài)，它的用發(fā)跟dos下的cd命令基本一致。 </p><p>　　cd ..可進(jìn)入上一層目錄 </p><p>　　cd

54、-可進(jìn)入上一個進(jìn)入的目錄 </p><p>　　cd ~可進(jìn)入用戶的home目錄 </p><p><b>　　4.ls </b></p><p>　　ls命令跟dos下的dir命令一樣，用于顯示當(dāng)前目錄的內(nèi)容。如果想取得詳細(xì)的信息，可用ls -l命令， 這樣就可以顯示目錄內(nèi)容的詳細(xì)信息。 如果目錄下的文件太多，用一屏顯示不了，可以用ls -l

55、 |more分屏顯示 。 </p><p><b>　　5.tar</b></p><p>　　最初用于建立磁帶備份系統(tǒng)，目前廣泛用于建立文件發(fā)布檔案?？捎萌缦路椒ńar檔案： $tar cvf 。例如，如果要將當(dāng)前目錄中所有文件存檔到y(tǒng)e。tar中，可用如下命令： $tar cvf ye.tar *.* 。要瀏覽檔案內(nèi)容，將c選項變成t；如果要瀏覽ye.tar檔

56、案中的內(nèi)容，可用如下命令： $tar tvf ye.tar ；要取出檔案內(nèi)的內(nèi)容，將c選項變成x；如果要將ye，tar檔案中的內(nèi)容取到當(dāng)前目錄中，可用如下命令： $tar xvf ye tar 。</p><p><b>　　6. mkdir </b></p><p>　　這個命令很簡單，跟dos的md命令用法幾乎一樣，用于建立目錄。 </p><

57、p><b>　　7.cp命令</b></p><p>　　用于復(fù)制文件或目錄。cp命令可以一次復(fù)制多個文件，例如： $cp *.txt *.doc *.bak /home，將當(dāng)前目錄中擴(kuò)展名為txt、doc和bak的文件全部復(fù)制到/home目錄中。 如果要復(fù)制整個目錄及其所有子目錄，可以用cp -R命令。 </p><p><b>　　8.rm <

58、;/b></p><p>　　rm命令用于刪除文件或目錄。 rm命令會強(qiáng)制刪除文件，如果想要在刪除時提示確認(rèn)，可用rm -i命令。 如果要刪除目錄，可用rm -r命令。rm -r命令在刪除目錄時，每刪除一個文件或目錄都會顯示提示，如果目錄太大，響應(yīng)每個提示是不現(xiàn)實的。這時可以用 rm -rf命令來強(qiáng)制刪除目錄，這樣即使用了-i標(biāo)志也當(dāng)無效處理。 </p><p><b>　

59、　9.mv </b></p><p>　　mv命令用于移動文件和更名文件。例如： $mv ye.txt /home 將當(dāng)前目錄下的ye.txt文件移動到/home目錄下；$mv ye.txt ye1.txt ，將ye.txt文件改名為ye1.txt。類似于跟cp命令，mv命令也可以一次移動多個文件，在此不再贅敘。 </p><p>　　10.reboot　——　重啟命令 <

60、;/p><p>　　11.halt　——　關(guān)機(jī)命令[5]</p><p>　　2.4 Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺</p><p>　　2.4.1系統(tǒng)軟件操作平臺</p><p>　　操作系統(tǒng)是一種在計算機(jī)上運行的軟件。它的主要任務(wù)是管理計算機(jī)上的系統(tǒng)資源，為用戶提供使用計算機(jī)及其外部設(shè)備的接口。它存在的目的是為了管理所有硬件資源，并且提供應(yīng)用軟

61、件一個合適的操作環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)由于硬件的限制，通常只具有極稀少的硬件資源，如主頻較低的CPU、較小的內(nèi)存、小容量的固態(tài)電子盤芯片DoC（DiskonChip）或DoM（DiskonModule）替代磁盤等。在使用電池的系統(tǒng)中，它還要實現(xiàn)低功耗，延長電池使用時間的功能。</p><p>　　Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)是完全可行的。因為Linux提供了完成嵌入功能的基本內(nèi)核和所需要的所有用戶界面，能處理嵌入式任務(wù)

62、和用戶界面。將Linux看作是連續(xù)的統(tǒng)一體，從一個具有內(nèi)存管理、任務(wù)切換和時間服務(wù)及其它分拆的微內(nèi)核到完整的服務(wù)器，支持所有的文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。Linux作為嵌入式系統(tǒng)，是一個帶有很多優(yōu)勢的新成員。它對許多CPU和硬件平臺都是易移植、穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、易于開發(fā)的。</p><p>　　嵌入式Linux系統(tǒng)需要下面三個基本元素：系統(tǒng)引導(dǎo)工具（用于機(jī)器加電后的系統(tǒng)定位引導(dǎo)）、Linux微內(nèi)核（內(nèi)存管理、程序管理）、初

63、始化進(jìn)程。但如果要它成為完整的操作系統(tǒng)并且繼續(xù)保持小型化，還必須加上硬件驅(qū)動程序、硬件接口程序和應(yīng)用程序組。</p><p>　　Linux是基于GNU的C編譯器，作為GNU工具鏈的一部分，與gdb源調(diào)試器一起工作的。它提供了開發(fā)嵌入式Linux系統(tǒng)的所有軟件工具。</p><p>　　2.4.2系統(tǒng)硬件平臺</p><p>　　在選擇硬件時，常由于缺乏完整或精確的

64、信息而使硬件選擇成為復(fù)雜且困難的工作。硬件開發(fā)成本常是我們很關(guān)心的。當(dāng)考慮硬件成本時，須要考慮產(chǎn)品的整個成本而不僅是CPU的成本。因為合適的CPU，一旦加上總線邏輯和延時電路使之與外設(shè)一起工作，硬件系統(tǒng)就可能變得非常昂貴。如果要尋找嵌入式軟件系統(tǒng)，那么，應(yīng)首先確定硬件平臺，即確定微處理器CPU的型號。</p><p>　　現(xiàn)在比較流行的硬件平臺有Intel公司的StrongARM系列，Motorola公司的Dra

65、gonBall系列，NEC公司的VR系列，Hitachi公司的SH3、SH4系列等等。選定硬件平臺前，首先要確定系統(tǒng)的應(yīng)用功能和所需要的速度，并制定好外接設(shè)備和接口標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能準(zhǔn)確地定位所需要的硬件方案，得到性價比最高的系統(tǒng)。</p><p>　　2.4.3嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)模式</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)通常為一個資源受限的系統(tǒng)。直接在嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺上編寫軟件比較困難，

66、有時甚至是不可能的。一般流程見圖2。目前，一般采用的辦法是，先在通用計算機(jī)上編寫程序，然后，通過交叉編譯，生成目標(biāo)平臺上可運行的二進(jìn)制代碼格式，最后下載到目標(biāo)平臺上的特定位置上運行，具體步驟如下：</p><p>　　第一步，建立嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境。目前，常用的交叉開發(fā)環(huán)境主要有開放和商業(yè)兩種類型。開放的交叉開發(fā)環(huán)境的典型代表是GNU工具鏈，目前已經(jīng)能夠支持x86、ARM、MIPS、PowerPC等多種

67、處理器。商業(yè)的交叉開發(fā)環(huán)境主要有MetrowerksCodeWarr、ARMSoftwareDevelopmentToolkit、SDSCrosscompiler、WindRiverTornado、MicrosoftEmbeddedVisualC++等。交叉開發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境。它與運行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機(jī)/目標(biāo)機(jī)模式。</p><p>　　第二步，交叉編譯和鏈

68、接。在完成嵌入式軟件的編碼之后，就是進(jìn)行編譯和鏈接，以生成可執(zhí)行代碼。由于開發(fā)過程大多是在Intel公司x86系列CPU的通用計算機(jī)上進(jìn)行的，而目標(biāo)環(huán)境的處理器芯片卻大多為ARM、MIPS、PowerPC、DragonBall等系列的微處理器，這就要求在建立好的交叉開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行交叉編譯和鏈接。</p><p>　　例如，在基于ARM體系結(jié)構(gòu)的gcc交叉開發(fā)環(huán)境中，arm-linux-gcc是交叉編譯器，arm-

69、linux-ld是交叉鏈接器。通常情況下，并不是每一種體系結(jié)構(gòu)的嵌入式微處理器都只對應(yīng)于一種交叉編譯器和交叉鏈接器。如對于M68K體系結(jié)構(gòu)的gcc交叉開發(fā)環(huán)境而言，就對應(yīng)于多種不同的編譯器和鏈接器。如果使用的是COFF格式的可執(zhí)行文件，那么在編譯Linux內(nèi)核時，需要使用m68k-coff-gcc和m68k-coff-ld，而在編譯應(yīng)用程序時則需要使用m68k-coff-pic-gcc和m68k-coff-pic-ld。編寫好的嵌入式軟

70、件經(jīng)過交叉編譯和交叉鏈接后，通常會生成兩種類型的可執(zhí)行文件：用于調(diào)試的可執(zhí)行文件和用于固化的可執(zhí)行文件。</p><p><b>　　第三步，交叉調(diào)試。</b></p><p>　?、儆布{(diào)試。如果不采用在線仿真器，可以讓CPU直接在其內(nèi)部實現(xiàn)調(diào)試功能，并通過在開發(fā)板上引出的調(diào)試端口，發(fā)送調(diào)試命令和接收調(diào)試信息，完成調(diào)試過程。目前，Motorola公司提供的開發(fā)板上使

71、用的是DBM調(diào)試端口，而ARM公司提供的開發(fā)板上使用的則是JTAG調(diào)試端口。使用合適的軟件工具與這些調(diào)試端口進(jìn)行連接，可以獲得與ICE類似的調(diào)試效果。</p><p>　?、谲浖{(diào)試。在嵌入式Linux系統(tǒng)中，Linux系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)試，可以先在Linux內(nèi)核中設(shè)置一個調(diào)試樁（debugstub），用作調(diào)試過程中和宿主機(jī)之間的通信服務(wù)器。然后，可以在宿主機(jī)中通過調(diào)試器的串口與調(diào)試樁進(jìn)行通信，并通過調(diào)試器控制目標(biāo)機(jī)上L

72、inux內(nèi)核的運行。</p><p>　　嵌入式上層應(yīng)用軟件的調(diào)試可以使用本地調(diào)試和遠(yuǎn)程調(diào)試兩種方法。如果采用的是本地調(diào)試，首先要將所需的調(diào)試器移植到目標(biāo)系統(tǒng)中，然后就可以直接在目標(biāo)機(jī)上運行調(diào)試器來調(diào)試應(yīng)用程序了；如果采用的是遠(yuǎn)程調(diào)試，則需要移植一個調(diào)試服務(wù)器到目標(biāo)系統(tǒng)中，并通過它與宿主機(jī)上的調(diào)試器共同完成應(yīng)用程序的調(diào)試。在嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)中，遠(yuǎn)程調(diào)試時目標(biāo)機(jī)上使用的調(diào)試服務(wù)器通常是gdbserver，

73、而宿主機(jī)上使用的調(diào)試器則是gdb。兩者相互配合共同完成調(diào)試過程。</p><p>　　第四步，系統(tǒng)測試。整個軟件系統(tǒng)編譯過程，嵌入式系統(tǒng)的硬件一般采用專門的測試儀器進(jìn)行測試，而軟件則需要有相關(guān)的測試技術(shù)和測試工具的支持，并要采用特定的測試策略。測試技術(shù)指的是軟件測試的專門途徑，以及能夠更加有效地運用這些途徑的特定方法。在嵌入式軟件測試中，常常要在基于目標(biāo)機(jī)的測試和基于宿主機(jī)的測試之間做出折衷?；谀繕?biāo)機(jī)的測試需要

74、消耗較多的時間和經(jīng)費，而基于宿主機(jī)的測試雖然代價較小，但畢竟是在仿真環(huán)境中進(jìn)行的，因此難以完全反映軟件運行時的實際情況。這兩種環(huán)境下的測試可以發(fā)現(xiàn)不同的軟件缺陷，關(guān)鍵是要對目標(biāo)機(jī)環(huán)境和宿主機(jī)環(huán)境下的測試內(nèi)容進(jìn)行合理取舍。嵌入式軟件測試中經(jīng)常用到的測試工具主要有：內(nèi)存分析工具、性能分析工具、覆蓋分析工具、缺陷跟蹤工具等，在這里不加詳述。</p><p>　　以下即為一個典型開發(fā)工具的使用流程：</p>

75、<p>　?、賹懭牖蛑踩胍龑?dǎo)碼；</p><p>　　②向串口打印字符串的編碼；</p><p>　?、蹖db目標(biāo)碼移植工作串口，可與另一臺運行g(shù)db程序的Linux主機(jī)系統(tǒng)對話；</p><p>　?、芾胓db讓硬件和軟件初始化碼在Linux內(nèi)核啟動時工作；</p><p>　?、軱inux內(nèi)核啟動，串口成為Linux控制口

76、并可用于后續(xù)開發(fā)；</p><p>　　⑥如果在目標(biāo)硬件上已運行了完整的Linux內(nèi)核，即可調(diào)試用戶的應(yīng)用進(jìn)程[6]。</p><p>　　第三章 GPRS 簡介</p><p>　　3.1 GPRS基礎(chǔ)知識</p><p>　　GPRS———GeneralPacketRadioService，通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分

77、組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗的講，GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的科技，方法是以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。GPRS是GSM Phase2.1規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一，能提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)9.6kbit/s更高的數(shù)據(jù)率。GPRS采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時，GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件

78、升級。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。目前，香港作為第一個進(jìn)行GPRS實地測試的地區(qū)，已經(jīng)取得了良好的收效。 在GSM系統(tǒng)中引入3個主要組件：GPRS服務(wù)支持結(jié)點(SGSN, Serving GPRS Supporting Node)、GPRS網(wǎng)關(guān)支持結(jié)點(GGSN, Gateway GPRS Support Node)、分組控制單元(PCU)。該技術(shù)建立在GSM 網(wǎng)絡(luò)的

79、基礎(chǔ)上，</p><p>　　3.2 GPRS的主要特點</p><p>　　(1) GPRS采用分組交換技術(shù)，高效傳輸高速或低速數(shù)據(jù)和信令，優(yōu)化了對網(wǎng)絡(luò)資源和無線資源的利用。</p><p>　　(2) 定義了新的GPRS無線信道，且分配方式十分靈活：每個TDMA幀可分配1到8個無線接口時隙。時隙能為活動用戶所共享，且向上鏈路和向下鏈路的分配是獨立的。</p

80、><p>　　(3) 支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸，可提供9.05 ---171.2kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率(每用戶)。GPRS采用了與GSM不同的信道編碼方案，定義了CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四種編碼方案。</p><p>　　(4) GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。</p><p>　　(5) GPRS支持基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應(yīng)用，可

81、以和IP網(wǎng)、X.25網(wǎng)互聯(lián)互通。支持特定的點到點和點到多點服務(wù)，以實現(xiàn)一些特殊應(yīng)用如遠(yuǎn)程信息處理。GPRS也允許短消息業(yè)務(wù)(SMS)經(jīng)GPRS無線信道傳輸。</p><p>　　(6) GPRS的設(shè)計使得它既能支持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)的傳輸。它支持四種不同的QoS級別。GPRS能在0.5 ---1秒之內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)的重新傳輸。GPRS的計費一般以數(shù)據(jù)傳輸量為依據(jù)。</p><

82、;p>　　(7) 在GSM PLMN中，GPRS引入兩個新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點：一個是GPRS服務(wù)支持節(jié)點(SGSN)，它和MSC在同一等級水平，并跟蹤單個MS的存儲單元，實現(xiàn)安全功能和接入控制。節(jié)點SGSN通過幀中繼連接到基站系統(tǒng)。另一個是GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點GGSN，GGSN支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，并經(jīng)由基于IP的GPRS骨干網(wǎng)和SGSN連通。</p><p>　　(8) GPRS的安全功能同現(xiàn)有的GSM安全

83、功能一樣。身份認(rèn)證和加密功能由SGSN來執(zhí)行。其中的密碼設(shè)置程序的算法、密鑰和標(biāo)準(zhǔn)與目前GSM中的一樣，不過GPRS使用的密碼算法是專為分組數(shù)據(jù)傳輸所優(yōu)化過的。GPRS移動設(shè)備(ME)可通過SIM訪問GPRS業(yè)務(wù)，不管這個SIM是否具備GPRS功能。 </p><p>　　(9) 蜂窩選擇可由一個MS自動進(jìn)行，或者基站系統(tǒng)指示MS選擇某一特定的蜂窩。MS在重選擇另一個蜂窩或蜂窩組(即一個路由區(qū))時會通知網(wǎng)絡(luò)。&l

84、t;/p><p>　　(10) 為了訪問GPRS業(yè)務(wù)，MS會首先執(zhí)行GPRS接入過程，以將它的存在告知網(wǎng)絡(luò)。在MS和SGSN之間建立一個邏輯鏈路，使得MS可進(jìn)行如下操作：接收基于GPRS的的SMS服務(wù)、經(jīng)由SGSN的尋呼、GPRS數(shù)據(jù)到來通知。 </p><p>　　(11) 為了收發(fā)GPRS數(shù)據(jù)，MS會激活它所想用的分組數(shù)據(jù)地址。這個操作使MS可被相應(yīng)的GGGSN所識別，從而能開始與外部數(shù)據(jù)

85、網(wǎng)絡(luò)的互通。 </p><p>　　(12) 用戶數(shù)據(jù)在MS和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間透明地傳輸，它使用的方法是封裝和隧道技術(shù)：數(shù)據(jù)包用特定的GPRS協(xié)議信息打包并在MS和GGSN之間傳輸。這種透明的傳輸方法縮減了GPRS PLMN對外部數(shù)據(jù)協(xié)議解釋的需求，而且易于在將來引入新的互通協(xié)議。用戶數(shù)據(jù)能夠壓縮，并有重傳協(xié)議保護(hù)，因此數(shù)據(jù)傳輸高效且可靠。</p><p>　　(13) GPRS可以實現(xiàn)基

86、于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)量等級(QoS)的計費功能，計費方式更加合理，用戶使用更加方便。 </p><p>　　3.3 GPRS的技術(shù)優(yōu)勢</p><p><b>　　1.資源利用率高</b></p><p>　　GPRS引入了分組交換的傳輸模式，使得原來采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線資源稀缺的

87、情況下顯得尤為重要。按電路交換模式來說，在整個連接期內(nèi)，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨自占有無線信道。而對于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個用戶可高效率地共享同一無線信道，從而提高了資源的利用率。GPRS用戶的計費以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了"得到多少、支付多少"的原則。實際上，GPRS用戶的連接時間可能長達(dá)數(shù)小時，卻只需支付相對低廉的連接費用。</p><p&g

88、t;<b>　　2.傳輸速率高</b></p><p>　　GPRS可提供高達(dá)115kbit/s的傳輸速率（最高值為171.2kbit/s，不包括FEC）。這意味著通過便攜式電腦，GPRS用戶能和ISDN用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時也使一些對傳輸速率敏感的移動多媒體應(yīng)用成為可能。</p><p><b>　　3.接入時間短</b></p&g

89、t;<p>　　分組交換接入時間縮短為少于1秒，能提供快速即時的連接，可大幅度提高一些事務(wù)（如信用卡核對、遠(yuǎn)程監(jiān)控等）的效率，并可使已有的Internet應(yīng)用（如E-mail、網(wǎng)頁瀏覽等）操作更加便捷、流暢。</p><p>　　4.支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議</p><p>　　GPRS支持因特網(wǎng)上應(yīng)用最廣泛的IP協(xié)議和X.25協(xié)議。而且由于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，使得GPRS

90、能提供Internet和其它分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無線接入。</p><p>　　3.4 GPRS(M23)模塊</p><p>　　3.4.1模塊(M23)特征</p><p>　　本系統(tǒng)采用的是MigicARM2410實驗箱，此實驗箱自帶GPRS模塊，為BenQ的M23。其工作頻率為900/1800/1900三頻，且有如下特點：</p><p>

91、;　　1） 支持GSM/GRPS Class 4；</p><p>　　2） 內(nèi)置TCPIP協(xié)議棧；</p><p>　　3） 帶耳機(jī)話筒，可進(jìn)行語音撥號、收發(fā)短信；</p><p>　　4） 提供API函數(shù)庫，用戶簡單調(diào)用即可撥號和收發(fā)短信；</p><p>　　5） 雙調(diào)試接口，可以連接MagicARM270進(jìn)行調(diào)試，也可獨立外接DB9插

92、座調(diào)試。</p><p>　　3.4.2 GPRS模塊無線上網(wǎng)AT指令簡介</p><p>　　1)．定義PDP上下文 ＋CGDCONT</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　這一命令為由本地上下文識別參

93、數(shù)<cid>標(biāo)識的PDP上下文規(guī)定PDP上下文參數(shù)值。</p><p>　　在微控（Wavecom）軟件中可定義11個PDP上下文。</p><p>　　命令集的一個特殊形式＋CGDCONT＝<cid>使上下文號碼值<cid>成為未定義的。</p><p>　　測試命令返回一個復(fù)合值。若MT支持幾種PDP類型<PDP_typ

94、e>，則每個<PDP_type>的參數(shù)值范圍在單獨一行上返回。</p><p><b>　　定義值</b></p><p>　　<cid>：（PDP上下文標(biāo)識符）一個數(shù)字參數(shù),用于規(guī)定特定PDP上下文定義（1-32）。此參數(shù)對于TE-MT接口是本地性質(zhì)的，用于其他的PDP上下文相關(guān)命令。</p><p>　　<

95、;PDP_ type>：（分組數(shù)據(jù)協(xié)議類型）一個字符串參數(shù),用于規(guī)定分組數(shù)據(jù)協(xié)議類型的字符串參數(shù)。</p><p>　　??IP 因特網(wǎng)協(xié)議</p><p>　　??PPP 點對點協(xié)議</p><p>　　<APN>：（接入點名稱）一個字符串參數(shù)，作為邏輯名稱用于選擇GGSN或外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。</p&

96、gt;<p>　　若該值為空或被忽略，則要求預(yù)定值。</p><p>　　<PDP_ address>：一個字符串參數(shù)，用于標(biāo)識位于于PDP的地址空間中的MT。若該值為空或被忽略，則在PDP啟動過程中由TE提供一個值，或者，若這也失敗，則要求一個動態(tài)的地址。</p><p>　　2)．AT%CGPCO 進(jìn)行PAP認(rèn)證</p><p><

97、;b>　　圖3-2</b></p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　設(shè)置用于激活上下文的PCO的參數(shù)</p><p><b>　　參數(shù)值</b></p><p>　　< format >: 0 為16進(jìn)制模式, 1 為 ASCII 碼模式。<

98、;/p><p>　　< UserId >:一個字符串參數(shù)，用于鑒定PDP上下文的用戶身份。</p><p>　　< Passwd>: 一個字符串參數(shù)，PDP上下文的用戶密碼。</p><p>　　< cid >: 1 禁止PDP數(shù)據(jù)壓縮2 允許PDP數(shù)據(jù)壓縮</p><p>　　3)．禁止模塊進(jìn)入睡眠狀態(tài)$NO

99、SLEEP</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　該指令用于禁止或允許模塊進(jìn)入睡眠狀態(tài)</p><p><b>　　參數(shù)值</b></p><p><b>　　<mo

100、de></b></p><p><b>　　0: 允許</b></p><p><b>　　1: 禁止</b></p><p>　　4)．TCP/IP目標(biāo)服務(wù)器地址設(shè)定$DESTINFO</p><p><b>　　圖3-4</b></p>&l

101、t;p><b>　　說明：</b></p><p>　　該指令用于設(shè)定遠(yuǎn)端服務(wù)器的IP地址以及端口號</p><p><b>　　參數(shù)值</b></p><p>　　< ip_address >: 目標(biāo)服務(wù)器的IP地址</p><p>　　<protocol>: 1 為

102、 TCP, 2為 UDP</p><p>　　<port>: TCP/UDP端口號, 1-65535</p><p>　　<dns_mode>: 禁止或允許 DNS 服務(wù)</p><p><b>　　0: 禁止</b></p><p><b>　　1: 允許</b></

103、p><p>　　5)．ATD*97#</p><p>　　用于發(fā)起與遠(yuǎn)端服務(wù)器的連接。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p><b>　　4.1系統(tǒng)概述</b></p><p>　　采用當(dāng)今流行的ARM9系列嵌入式處理器為核心，考慮嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性，設(shè)計具有廣泛應(yīng)用范圍的移動數(shù)

104、據(jù)采集系統(tǒng)具有較強(qiáng)實用價值。信息社會的發(fā)展加強(qiáng)了社會的流動性，越來越多的交通工具投入到使用中，對移動設(shè)備的實時檢測和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析成為各個領(lǐng)域的迫切需求。</p><p>　　該軟件設(shè)計采用通用的ARM9嵌入式處理器對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)。移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)至少完成了8路模擬量和2路數(shù)據(jù)量的采集；數(shù)據(jù)量以文件形式存儲在硬盤中，存儲文件通過GPRS通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)娇刂浦行摹?lt;/p&

105、gt;<p>　　Linux具有獨特的內(nèi)核模塊機(jī)制，它可以根據(jù)用戶的需要，實時地將某些模塊插入到內(nèi)核中或者從內(nèi)核中移走，并根據(jù)嵌入式設(shè)備的個性需要量量體裁衣。經(jīng)裁減的Linux內(nèi)核最小可達(dá)到150kb以下，尤其適合嵌入式領(lǐng)域中資源受限的實際情況；另一方面，Linux系統(tǒng)內(nèi)核精簡，高效和穩(wěn)定，能夠充分發(fā)揮硬件的功能，因此它比其它操作系統(tǒng)的運作效率更高。在個人計算機(jī)上使用Linux，可以將它作為工作站，它也非常適合在嵌入式領(lǐng)域

106、中應(yīng)用，對比其它操作系統(tǒng)，它占用的資源更少，運行更穩(wěn)定，速度更快。本系統(tǒng)以Linux作為開發(fā)平臺，就繼承了它的優(yōu)勢，程序運行比較穩(wěn)定，不容易因為程序長時間運行而死機(jī)。采用GPRS模塊傳輸數(shù)據(jù)信息，更加穩(wěn)定快捷。</p><p>　　4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計 </p><p>　　4.2.1 GPRS模塊</p><p>　　GPRS模塊與為控制器之間是通過串口進(jìn)行通信的，

107、通信速率最快可以達(dá)到115200b/s。模塊與控制器之間的通信協(xié)議是AT命令集。其中大部分命令是符合協(xié)議“AT command set for GSM Mobile Equipment (ME) (GSM 07.07 version 6.4.0 Release 1997)”的，但也有一些是Wavecon自己定義的AT命令。除了串口發(fā)送（TX）、串口接受（RX）之外，微控制器與GPRS模塊之間還有一些硬件握手信號，如DTR、CTS、DCD

108、等。為了簡化為控制器的控制，硬件設(shè)計沒有使用全部的握手信號，而只使用數(shù)據(jù)載波檢測（Data Carrier Detect,DCD）和終端設(shè)備（Data Tminal Ready,DTR）信號[8]。</p><p>　　圖4-1 GPRS模塊</p><p>　　4.2.2 UART-IRDA-485-SD模塊</p><p>　　此模塊RS232接口電路、RS48

109、5接口電路、IrDA驅(qū)動電路等，S3C2410A具有3個UART口，在MagicARM2410實驗箱上將其UART0、UART1用作RS232接口，電路原理如圖4.2所示。由于系統(tǒng)是3.3V系統(tǒng)，所以使用SP3232E進(jìn)行RS232電平轉(zhuǎn)換，SP3232E是3.3V工作電源的RS232轉(zhuǎn)換芯片，使用SP3485進(jìn)行RS485的電平轉(zhuǎn)換，SP3485是3.3V工作電源的半雙工RS485收發(fā)器[9]。</p><p>

110、;　　圖4-2 UART-IRDA-485-SD模塊</p><p>　　4.2.3 POWER-AD-DA-LED-BEEP模塊</p><p>　　在此模塊中，系統(tǒng)電源電路如下圖所示，電源供電由J28連接器輸入實驗箱主板，5V電源經(jīng)過C70、C71和C125濾波后，由兩片LDO芯片U41、U42穩(wěn)壓輸出兩組3.3V的電源，其中一組用來給主板供電，另一組用來給核心板供電。</p&g

111、t;<p>　　圖4-3 POWER-AD-DA-LED-BEEP模塊</p><p>　　4.2.4 BUS-Drive模塊</p><p>　　DeviceARM2410核心板為用戶板（即底板）提供了32為總線接口，6個Bank的存儲空間，供用戶擴(kuò)展外部總線設(shè)備使用。為了提高系統(tǒng)的可靠性，MagicARM2410試驗箱主板上使用了74LVC245芯片進(jìn)行總線驅(qū)動，地址總