基于ARM7的分布式远程测控系统设计

通信链路后进人在线状态，这时Modem不再对发给它的数据解 释，而是直接发给远端的接收系统。在线状态下，如果接收到状态转化序列十十十”，则转人在线命令状态。详细的AT指令集的介绍见。

6、系统软件设计

LPC2132 微处理器工作频率可以达到60MHz，有3级流水线，大多数指令可以单周期完成，片上带有128KB FLASH程序存储器和16KB SRAM，它的性能和存储空间，使嵌入操作系统的应用成为可能。目前市场上的大型商业嵌人式操作系统已经十分成熟，但价格昂贵。采用源码公开的免费软件是 一种好的选择。uClinux功能强大，运行稳定，但代码和需要的RAM过于庞大。uC/OS-II则简单实用，内核可剪裁到只有3K左右。本系统的软件 基于uC/OS-II嵌入式操作系统是一个理想的选择。

uC/OS-II是一个源代码完全公开、可移植、可固化、可剪裁的抢占式实时多任务操作系统。最多可以同时执行64个优先级不同的任务，任务之间的通信和同步是通过信号量(Semaphore)、邮箱(Mailbox)或队列(Queue)来完成的。信号量用来保护特定的共享资源，或同步其它任务。邮箱和队列都是用来在任 务间发送消息，只不过前者只能发一条信息，后者可以发送多条。uC/OS-II需要一个系统时钟(Clock Tick)，用于实现时间延时和超时确认。时钟节拍越高，系统时间精度越高，但系统的额外开销越大。详细介绍见文献。

在uC/OS-II操作系统的管理下，本系统分为4个任务：

任务1：定时采集存储数据，按照上位机所设置的采集频率，定时采集存储各个监测参数。

任务2：数据帧处理，对串口接受到的数据进行解释。接受到效验正确的数据帧，执行相应的操作，如处理上位机的控制信息、设置系统参数、发送信号量给其他任务和发送正确接受的应答帧等。

任务3：报警任务，实时监测各个参数，发现异常立即向上位机报警，同时拨打报警电话。

任务4：自动上传数据，当采集到一定量数据，主动上传到上位机。

在多任务系统中，通过时钟中断的周期性任务，在确定的时间执行一次，其它时间都处在休眠状态。若它在各任务中处于最高优先级，就能够保证该任务严格的时间 有效性。任务1就是此类任务，所以放在最高优先级。每隔确定的时间运行一次，即采集存储一次数据，其它时间处于休眠状态。

任务3和任务4在和上位机通信的过程中，都需要数据帧处理任务给它们解释上位机发来的数据，所以任务2作为第二优先级。当串口中断接受到上位机发来的数 据，放到FIFO的队列中，同时发信号量给任务2，任务1不在执行时，任务2立即变为当前运行任务，处理串口接受到的数据，其它时间处于等待状态。

自动上传数据对实时性要求不高，所以放在最低优先级。报警任务放在第三优先级，这样可以保证在发生异常时，能及时的向上位机和有关人员报警。

多任务系统中，就要考虑对共享资源的保护，同一时间内，只能有一个任务占用此资源。本系统中，串口是四个任务都需要占用的资源，来控制Modem或向上位 机传送数据，I2C总线在任务1和任务4中要用来读写EEPROM中的监测数据。所以建立了两个互斥信号量来保护串口和I2C总线，当任务需要使用串口或 I2C总线，先申请相应共享资源的信号量，如果信号已被别的任务占用，该任务只得被挂起，直到信号被当前使用者释放。

这样安排多个任务，充分利用了系统资源，保证了整个系统各任务协调、高效的运行和系统的实时性。

7、小结

　　经过实际运行试验，本系统运行稳定可靠。完全开放的UC/OS-II嵌入式操作系统的采用，多任务的管理提高了开发效率，缩短了开发周期，提高了系统性 能。在升级系统时，只要加入其它任务到操作系统中，就可以扩展功能，程序的可读性和可维护性好。以ARM7和uC/OS-11为基础构成的嵌人式系统，结 构简单小巧、成本低廉、实时性强，特别适用于中小型嵌入式系统的开发。