1、基于 ARM 和 VxWorks 实现自动彩信发送的嵌入式系统作者:韩正伟 裴昌幸 朱畅华 林成保 在 arm 微处理器硬件平台上，应用 windriver 公司的tornado 集成开发环境，实现基于 vxworks 的自动发送彩信的嵌入式应用系统。该系统使用现有 cdma 网络，根据设定的参数发送彩信到特定的移动终端用户。随着嵌入式应用的发展和 16/32 位 risc 处理器技术的成熟，以及支持各种高端处理器的嵌入式操作系统的涌现和完善，嵌入式无线设备可以利用 cdma 网络实现许多新的应用。自动发送彩信的嵌入式系统就是这种新应用之一，在特定的条件下，系统自动发送彩信到指定的移动通信终端
2、；该应用系统是由用户根据要求设定触发条件的自动发送彩信系统，当满足触发条件时，设备会自动控制捕获、压缩图像部件拍摄外部图像，经过模数转换、数字压缩等处理后，经处理器做mms(multimedia message service，多媒体短信服务)协议封装，封装后的数据经由手机模块发送到移动交换网络，最终转发到移动通信终端用户。系统整体设计 系统主处理器系统选用 samsung 公司的 16/32 位基于 arm7tdmi 的微处理器，其最高主频可以达到 130mips，同时支持 16 位的thumb 指令集，使用 thumb 指令集可以以 16 位的系统开销得到 32 位的系统性能。 系统原理框
3、图系统从逻辑上分成三部分：图像捕获和图像压缩模块用于捕获和压缩图像；mms 协议处理和主控制器模块处理图像数据和任务控制；手机模块可发送彩信和接收短消息。系统原理如图 1 所示。图 1 系统原理框图 系统工作原理步骤(1)系统上电启动后，手机模块读取 uim 信息发送无线信号寻找 cdma 网络，进行用户号码账户和身份验证后连接到网络；然后系统发起任务读取手机模块中的信息，确定是否有网络连接，若有网络连接则系统发起任务，等待满足触发自动发送彩信的条件。(2)设备软件可以接受 sms(short message service，短信服务)信息，并对之进行解析，根据解析的结果进行动作。当接收到用户
4、的触发后，系统发起任务控制串口 uart 对图像捕获、压缩模块进行命令控制和拍照；拍照后发起任务对串口进行读取，接收图像捕获、压缩模块回传的图像数据。(3)当接收到回传的图像数据后系统发起任务对图像数据进行 mms 封装，封装格式完全符合 mms client 端协议。(4)系统发起任务使用 wap 协议与 wap 信息网关建立连接，建立连接后由系统把封装的图像数据通过标准串口 uart 传送给手机模块，最后系统发起任务使用 at 指令控制手机模块把彩色图片发送到移动交换网络，最终转发到设定的目标移动通信终端用户，从而完成了自动发送彩信的功能。 系统硬件设计系统硬件设计技术要点包括以下部分。(
5、1)图像压缩处理模块完成对数字图像信息的压缩，部分电路如图 2 所示。sdram 用来缓存图像数据， flash 用来存储压缩处理器执行程序映像。此外，图像压缩处理器模块提供一个 uart 接口，以便将压缩的图像文件传输到主控处理器模块。图 2 图像压缩处理电路图 3 系统串口连接电路(2)系统串口连接电路的部分电路如图 3 所示。arm7 处理器提供标准的 uart 接口连接手机模块，另外提供一个串行接口，与图像压缩处理器模块串行接口相连。系统软件设计 操作系统和开发环境vxworks 是目前世界上用户数量最大的实时操作系统，具有丰富的应用软件支持、良好的技术服务、可伸缩性(vxworks
6、提供了超过 1800 个应用编程接口供用户自行选择使用)、可裁减性 (指用户可以根据自己的应用需求对vxworks 进行配置，产生具有各种不同功能的操作系统映像)和可靠的系统稳定性。本系统主要采用其实时性、多任务、基于优先级的抢占式调度、同优先级轮转调度和任务间的通信与同步机制、任务与中断之间的通信机制。vxworks 的开发环境是 windriver(风河)公司提供的tornado。tornado 采用主机-目标机开发方式，主机系统采用运行 windows2000/nt 的工作站或 pc，vxworks 则运行在arm 等目标处理器上。tornado 采用的主机-目标机连接方式为以太网、串行
7、线等，主机与目标机之间的通信是通过运行各自处理器上的代理进程来完成的，使主机上的开发工具和目标机的操作系统可以完全脱离相互连接的方式。 tornado提供了友好的可视化开发界面、交叉编译环境、源码级调试工具、目标机命令解释器和目标机状态监视器等多种应用工具，为应用软件开发提供了一个高效而可靠的平台。 软件设计原理软件设计采用事件驱动机制；中断事件激活 isr，isr 将事件排队，并通过信号量的 v 操作通知处理任务。处理任务进行 p 操作，在没有事件需要处理时就会阻塞，如果得到信号量则根据事件队列的内容进行相应处理；事件处理任务为一永久循环。软件设计流程如图 4 所示。图 4 软件流程图 软件
8、关键设计的具体实现(1)当系统启动时等待一段时间，若超时则正常加载内核进行引导，若从串口 uart 接收到配置参数请求信息，则通过串口 uart 发送配置文件到 pc 端；pc 端对配置参数进行处理后，再将参数通过串口发送到设备，设备再将参数以文件的形式进行存储。(2)初始化手机模块。先利用手机模块的硬复位线将手机进行硬复位，一直等到手机能响应 at 指令，再将手机的信息通知功能打开，初始化短信处理到文本模式，激活 cdma,一直等待，手机信号要足够强。(3)当接收到满足触发条件的短信息后，发起中断处理任务，将 uim 卡中的短消息读出到缓冲，将短消息删除，对缓冲中短消息的有效性进行判断，若为
9、有效短消息则进行相应的处理，再将根据短消息配置后的参数保存。(4)系统根据触发参数发起任务进行拍照、封装，调用建立ppp 连接的函数，先用 at 指令 atd#777 接通 cdma，然后初始化 ppp 连接，当 ppp 连接完成后设置好相应的 ip 参数。(5)然后初始化 wap 相关参数，建立 wap 连接，调用彩信发送函数将图片发送到目的移动通信终端用户，断开 ppp 连接。关键源代码如下。status mmsmain(viod)int iofd, i;psysinfo = (sysinfo_t *) calloc(1, sizeof(sysinfo_t);psysinfo-tickra
10、te = 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
11、, 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_modulewhile(wavecomlibinit() = error);for (i=0; i= 2)debug_print(“startppp error! “);return error;if
12、(wapinit()!= ok)debug_print(“wapinit error! “);return error;#elsecdmalibinit();#endifsysrecvlibinit();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_m
13、otion_pic, null, 0x0200 + sysinitinfo-campixel);commcallbackfun = commstrhandle;psysinfo-initialized = true;return ok;主要实现的功能有：初始化系统参数，初始化捕获、图像压缩处理器模块，初始化手机 modem，建立 ppp 连接，发送连接包，断开 ppp 连接并返回；建立检查 modem 信息接收任务，建立系统主循环任务，在主循环任务中处理modem 信息接收任务和中断处理程序中发送到信息队列中的内容。这种实现自动发送彩信的系统可用于无线监控和实现智能家居安全，系统收发机制使用 cdma 网络传输信息，目标移动通信终端用户不论在何地都可以接收由系统发送的彩信，从而能够实现远程监控等功能，为用户提供更多的安全和便利。参考文献1 vxworks programmers guide 5.4. wind river systems, inc2 vxworks reference manual. wind river systems, inc3 陈智育,温彦军,陈琪编著. vxworks 程序 开发实践. 人民邮电出版社,2004.54 杜春雷. arm 体系结构与编程. 清华大学出版社,2004.4
