基于μC/OS-II的基站监控终端的设计与实现

限制，本文主要讨论基于 μC/OS-II的监控终端软件设计。

本系统采用μC/OS-II面向中小型的嵌入式操作系统。采用 μC/OS-II实时系统之后，程序的结构变得非常清晰，根据程序的功能划分出各个任务(task)，系统任务示意如图 2所示，利用μC/OS-II提供的信号量、邮箱等进行各个任务之间的同步、数据交换以及对共享资源进行保护[4]。

系统设计了开机任务，中断服务，用户任务。

(1)开机任务( TaskStart)。系统进行自检，按程序规定的流程检测所有设备是否正常工作。自检成功后，命令系统进入主程序启动多任务环境，运行所有默认系统任务和用户任务。开机任务完成后进行自我删除。

(2)中断服务程序( Inttask0～Inttask5)。中断服务程序主要是 R8800响应 16C554串口扩展芯片的接收信息的中断请求，进入相应的处理程序(帧接受任务 TaskUart0Receive～ TaskUart5Receive)，首先对帧信息的完整性与正确性做出判断，对接收到的命令帧进行判断，调用系统相应模块或任务，并回应主叫命令 (帧处理任务 TaskUart0Handle～ TaskUart5Handle)。

(3)用户任务。该软件系统拥有 16个任务，数据处理和键盘处理任务通过判断后进行任务切换。主要用户任务如下：

A.键盘扫描任务 (TaskUser0_KeyBoard)，采用任务循环，对键盘信息(键盘由 FPGA进行扫描，将键盘信息存在 FPGA的 RAM中)进行动态扫描，当得到新的合法扫描码时，就向键盘邮箱(KeyBoardMailbox)发送带有键盘扫描码信息的消息。

B.数据采集任务( TaskUser1_DataCollection)，采用任务循环，数据采集任务包括模拟量和干结点开关量的数据采集，模拟量的采集由 FPGA译码控制，将模数转换数据存入 Flash，开关量的采集由 FPGA负责采集，也存入 Flash中。CPU将 Flash中的模拟量和开关量数据进行分析处理，在模拟量数据处理上采用去极值求平均法去噪，即对一个检测点采集多个值去掉昀大值和昀小值然后求平均，这个平均值就作为该点的数据值，对数字量也采用多采集几次的方法增加可靠性。这样可以消除突发脉冲、随机噪声的干扰，从而进一步提高了系统的抗干扰性和稳定性。

C.温度控制任务( TaskUser2_TemperatureControl)，根据数据采集任务中获得室内外的温度状况，在兼顾考虑节能等要求的情况下，决定控制环境的策略(采用通风系统还是空调系统，还是两者都采用)。

D.门禁控制任务( TaskUser3_DoorGuard)，根据数字量(门磁、锁芯和红外传感器)信号，如果同时有门磁告警和红外告警判定为人员入侵，启动报警任务进行报警。

E.报警任务( TaskUser4_Alarm)，从通信、数据采集任务和门禁控制任务等处获得系统的异常和故障情况，及时调用帧发送任务向监控中心和维护人员报警，报警信息包括基站识别号、告警类型及属性值、告警时间等。

此外，还有中断服务程序中提到的帧处理任务，帧发送任务，键盘处理任务，显示任务，查询任务(供查询历史数据)，设置任务(设置系统运行参数)。

2.2 Paradigm C++集成环境下程序的编写 监控终端软件基于μC/OS-II嵌入式操作系统，由上述各程序模块组成，在 Paradigm C++

5.1集成环境下编译和调试通过( Paradigm C++是美国 Devtools公司开发的 80x86集成开发环境)。Paradigm C++ IDE带有可视化助理 (Visual Assist)的编辑器(Editor)、编译器 (Compiler/Assembler)、连接工具 (Linker)、定位器 (Locater)、Lint工具和集成调试器(Integrated debugger)。Paradigm的集成调试器屏蔽了硬件特殊性，提供了一个标准的软件接口，主机上的 Paradigm调试器通过 RS232串口与本终端目标板建立通信连接，进行软件调试 [5][6]。

通常移植μC/OS-II需要注意的两点问题：

(1)与硬件有关问题，由于 R8800与 x86指令兼容，所以 μC/OS-II的移植根据参考文献 4和 R8800说明文档编写与处理器相关的代码，系统采用 40MHz的晶振，由于定时器与时钟节拍有关，修改定时器相关的设置。

(2)与编译器有关问题，由于 Paradigm C++集成开发环境包括的编译器和汇编器与 Borland兼容，所以 μC/OS-II移植代码基本与参考文献 4一致。

3 结束语

本基站监控终端是基于 16位微处理器和实时操作系统 μC/OS-II的设计，在可靠性和对事件的处理能力、特别是通信能力上明显优于八位机处理系统。在实验中，实现了区域监控中心对基站设备运行状态和环境参量的监控。监控终端能够记录和存储相关的重要数据，显示运行情况。实现了集成化、智能化、网络化的集中监控，实现了基站的无人值守，节约了人力资源成本。