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]。
![](../img/eep/emb/emb-29228ar5i3rlg20v.jpg)
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。
设计 实现 终端 监控 C OS-II 基站 基于 相关文章:
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