遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入式彩信網(wǎng)關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的生產(chǎn)行為、生活方式都發(fā)生了巨大的變化?，F(xiàn)在，人們坐在辦公室里就能對惡劣的工作現(xiàn)場了如指掌，身在外地也可獲悉家中的情況。這些生產(chǎn)生活中的便利都得益于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。它已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面，大到石油開采、電力調(diào)度、奧運(yùn)、世博，小到超市、社區(qū)，甚至家庭，遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o處不在。它已經(jīng)成為現(xiàn)代化生產(chǎn)、生活中不可或缺的重要組成部分。
　　 目前，常見的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以歸納為兩種:
　　 ①傳統(tǒng)

2、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它采用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心的架構(gòu)。它系統(tǒng)復(fù)雜，信息吞吐量大，可以完成復(fù)雜的監(jiān)控任務(wù)，但需要復(fù)雜的軟硬件設(shè)備和專業(yè)的操作技能。它的信息傳輸一般采用專用線路，架設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)，保密性強(qiáng)，實(shí)時(shí)性高，但通信成本也很高昂。它雖有強(qiáng)大的功能，但高昂的成本使得普通企業(yè)和個(gè)人很難應(yīng)用。因此，傳統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一般以政府機(jī)關(guān)、大型企業(yè)、集團(tuán)應(yīng)用為主。
　　 ②新興遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它多利用各種新興技術(shù)和現(xiàn)有資源實(shí)現(xiàn)低成本的遠(yuǎn)程監(jiān)控。如

3、市場常見的彩信（多媒體信息服務(wù)）監(jiān)控設(shè)備，它采用嵌入式技術(shù)，集監(jiān)控和傳輸為一體，并利用中國移動(dòng)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和多媒體信息業(yè)務(wù)，通過手機(jī)終端就可實(shí)現(xiàn)低成本的遠(yuǎn)程監(jiān)控。它雖然大大降低了監(jiān)控成本和操作復(fù)雜性，但由于采用了一體化的設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)擴(kuò)展困難，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、全面的監(jiān)控。
　　 因此，本文綜合上述兩種類型監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)了基于嵌入式彩信網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)。一方面，該架構(gòu)利用中國移動(dòng)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和多媒體信息

4、業(yè)務(wù)，通過手機(jī)終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大降低了監(jiān)控成本和操作復(fù)雜性。另一方面，該架構(gòu)采用傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的分層思想，將遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分成監(jiān)控層（現(xiàn)場信息采集層）和遠(yuǎn)程控制層。并在兩層之間增加了彩信網(wǎng)關(guān)，用于兩層之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，以及對監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控終端控制，資源管理、權(quán)限管理等。使得各層互不干擾，相互獨(dú)立配置，獨(dú)立工作，大大提升了新系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。
　　 嵌入式彩信網(wǎng)關(guān)是該創(chuàng)新架構(gòu)的核心，本文重點(diǎn)給出了其實(shí)現(xiàn)方法:
　　 ①

5、根據(jù)系統(tǒng)功能需求，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)由ARM(AdvancedRISCMachines)嵌入式微處理器、網(wǎng)絡(luò)控制器、串口電平轉(zhuǎn)換芯片和彩信收發(fā)模塊組成的硬件平臺;
　　 ②根據(jù)硬件配置，修改了Bootloader(引導(dǎo)裝載程序)源碼、Linux源碼和網(wǎng)口、串口的驅(qū)動(dòng)源碼，構(gòu)建嵌入式Linux操作系統(tǒng)環(huán)境;
　　 ③設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)彩信網(wǎng)關(guān)的控制程序。該程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制端通過短信息進(jìn)行注冊、權(quán)限管理、安全登陸和對各監(jiān)控終端的控制;接收各

6、監(jiān)控終端上傳的監(jiān)控信息，并以彩信的形式發(fā)送到指定控制端。
　　 在應(yīng)用程序設(shè)計(jì)過程中，研究了嵌入式Linux下基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和串口數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，利用Socket接口和TCP協(xié)議設(shè)計(jì)出多進(jìn)程并行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)監(jiān)控終端并行處理的功能。利用信號量機(jī)制、共享內(nèi)存機(jī)制，創(chuàng)建了共享環(huán)形隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)了多進(jìn)程下的文件緩存。利用標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)調(diào)用，通過串口發(fā)送AT命令實(shí)現(xiàn)了彩信模塊的操作功能。
　　 最后通過對彩信網(wǎng)關(guān)