采用北斗BDM100模块的两种家庭监护终端设计

以3G方案设计的监护终端采用ARM926EJ-S为内核的 AT91SAM9260芯片作为主控芯片，该芯片具有性能稳定，外围接口丰富，内嵌以太网，具备快速RAM和ROM，支持LINUX操作系统的特性。消息 回传的3G芯片采用EVDO模块MC8630，3G服务要求网络具有较高的数据吞吐量，EVDO模块支持中国电信CDMA2000提供的所以数据分组业 务，对于无线数据接入业务，EVDO的接入速度已经接近有限ADSL上网的水平，而且采用此种方式，数据传输稳定，为以后的性能扩展留下空间，满足方案设 计要求。

2.1硬件设计

3G方案硬件连接框图如下：

图3 3G方案框图

其中BDM100模块和主控芯片AT91SAM9260通过UART接口连接，而3G芯片MC8630通过USB口与主控芯片连接，这样在保证接收与发送稳 定性的同时，还可以为以后的性能扩展提供空间。对BDM100模块和主控芯片的连接具体电路见图2，而对3G模块和主控芯片的连接见下图：

图4 3G模块和主控芯片连接图

2.2 软件设计

在主控芯片AT91SAM9260上使用linux作为操作系统，该操作系统已经在众多嵌入式设备上面使用，其稳定性已经得到了验证。

2.2.1 BDM100模块的连接

BDM100模块采用UART串口和主控芯片通信，在linux中配置完内核之后，利用串口通信接口进行初始化和定位信息的传送。本方案中，具体的串口通信函数如下：

在进行串口通信时，要先对串口进行初始化，对应执行Serial_init函数。

具体格式：

int serial_init(char *dev, int speed, int is_block)

其中dev是设备文件地址，speed是串口波特率，is_block是设置在初始化不成功时，是否阻塞等待，直到初始化成功。

初始化函数通过调用static int open_dev(char *dev, int is_block)函数来打开设备文件，其中dev和is_block参数和初始化函数中的意义一致。打开成功，返回设备文件描述符，否则返回-1。通过 调用static void set_speed(int fd, int speed)来设置波特率，其中fd表示设备描述符，speed表示速率，在调用此函数时，要停止串口工作。

初始化完成后，就可以进行数据的读写，读函数为：

int serial_read_timeout(int fd, char *str, unsigned int len, unsigned int timeout/*ms*/)

此读函数是带有超时机制的串口读，接收的数据放在str的字符串中，fd表示设备文件地址，len表示读取的长度，timeout 表示超时时间，ms级别，函数返回读取的长度。

所谓的超时机制，是指程序利用此函数读取数据时，会启动一个线程，有数据时运行，无数据时阻塞，当线程有数据时，读完数据，程序再继续，如果超时还没有读完，则放弃读取，程序继续，一般在设置的时间内，程序都能读完数据，这样做是为了防止线程死锁，无法结束线程。

串口发送函数具体格式为：

int serial_send(int fd,char *str,unsigned int len)

其中fd表示设备文件地址，发送数据放置在str中，长度为len。发送成功返回发送长度，否则返回小于0的值。

通过这样的三个函数，就可以实现BDM100模块与主控芯片AT91SAM9260的通信，可以完成相关的模块初始化操作和信息的传输。

2.2.2 MC8630模块的连接

本 方案所用到EVDO射频模块，起初是无法被识别的，因为Linux默认配置中并没有打开这个选项，属于自定义电路，故需要手动配置。根据MC8630模块 的电路图可以看出，CPU与MC8630通过USB口通讯，因此需要将处理器的USB口配置为3G功能。Linux对3G模块的驱动支持主要是将USB转 换为串口，应用程序就可以像操作串口一样操作USB。

所以除了打开"USB driver for GSM and CDMA modems"内核选项之外，还需打开内核选项中USB功能和USB转串口转换支持，3G模块还会用到第三方的拨号软件，所以还需打开PPP拨号功能，配 置完之后，编译内核。烧录系统后，重启进入/dev目录，若出现USBtty0~USBtty3这四个设备文件，表明3G模块的驱动已被正确加载。具体如下：

图5 3G模块驱动加载

在程序初始化时，利用编写好的拨号脚本绑定PPP0网卡，这样程序就可以像操作本地网卡一样操作3G模块，使用socket机制进行消息的传送。具体的拨号脚本如下：

If [‘ifconfig|grep ppp0|awk ‘(print($1))’’]

Then

echo "the ppp0 has existed!"

else

pppd call evdo &

until[‘ifconfig|grep ppp0|awk ‘(print($1))’’]

do

sleep 1

done

route del default

route add default dev ppp0

fi

在执行ifconfig命令后，系统会列出了所有的网卡，一般情况下只有eth0和lo两个网卡：eth0是常用的RJ45接口的网口，插上普通网线即可上 网；lo是本地网卡；