1.2 PTR2000+系列無(wú)線數(shù)傳模塊

PTR2000+為訊通科技出產(chǎn)的無(wú)線數(shù)傳模塊，具有接收發(fā)射合一、體積小、外圍器件少等優(yōu)點(diǎn)，可直接與MCU串口相接，也可以接計(jì)算機(jī)RS232接口，軟件編程非常方便。由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計(jì)，使用者無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證 。其標(biāo)準(zhǔn)DIP引腳間距，更適合嵌入式設(shè)計(jì)。

PTR2000+具有良好的產(chǎn)品特性，工作頻率為國(guó)際通用的數(shù)傳頻段433MHz，F(xiàn)SK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)；采用DDS+PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好；具有兩個(gè)頻段，適合于需要多信道工作的特殊場(chǎng)合；工作速率最高可達(dá)20Kbit/s，也可在較低速率（如9600bps）下工作。

1.3 系統(tǒng)原理

整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集發(fā)射終端和數(shù)據(jù)接收端組成。

數(shù)據(jù)采集發(fā)射終端主要以51系列單片機(jī)為核心，MCU的P1口控制多路選擇器,對(duì)8路模擬信號(hào)進(jìn)行選擇，選中的模擬信號(hào)進(jìn)入高速AD轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。MCU同時(shí)控制AD的采樣頻率和起始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入FIFO存儲(chǔ)器。按照規(guī)定的通信協(xié)議，MCU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，最后通過(guò)數(shù)傳模塊PTR2000+發(fā)射給遠(yuǎn)方接收端。為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�，�?shù)據(jù)發(fā)送完畢，MCU將PTR2000+轉(zhuǎn)換為接收狀態(tài)，接收主機(jī)的應(yīng)答信號(hào)或控制字。

圖1 數(shù)據(jù)采集端結(jié)構(gòu)框

PTR2000+通過(guò)RS-232將接收到的數(shù)據(jù)送入MCF5272嵌入式Web Server，MCF5272嵌入式Web Server接收完數(shù)據(jù)，將PTR2000+轉(zhuǎn)換為發(fā)射狀態(tài)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC循環(huán)碼校驗(yàn)。如果數(shù)據(jù)正確，就通過(guò)嵌入式操作系統(tǒng)的UDP/IP協(xié)議棧，將數(shù)據(jù)打包，保存到FLASH芯片的可寫(xiě)JFFS文件系統(tǒng)之中，同時(shí)運(yùn)行web服務(wù)器，等待客戶服務(wù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)；錯(cuò)誤，則向PTR2000+發(fā)送重發(fā)命令。MCF5272嵌入式Web Server通過(guò)以太網(wǎng)口接入Internet網(wǎng)絡(luò)，用戶可通過(guò)瀏覽器（例如：IE）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、管理（如更改IP，重新啟動(dòng)系統(tǒng)等），并且可以調(diào)用封裝好的函數(shù)API直接對(duì)FLASH芯片的某幾個(gè)扇區(qū)進(jìn)行讀寫(xiě)操作，可將配置的信息以及采集數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)FLASH芯片上。

圖2 數(shù)據(jù)接收端結(jié)構(gòu)框

上位PC機(jī)通過(guò)RS-232與BDM調(diào)試器相連，BDM調(diào)試器通過(guò)BDM口與Web Server相連，可以對(duì)Web Serve進(jìn)行初始化配置、調(diào)試和日常維護(hù)。

2 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一。

2.1 系統(tǒng)軟件：包括嵌入式操作系統(tǒng)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

嵌入式操作系統(tǒng)是支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，是在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、硬件相關(guān)性、軟件固態(tài)化等方面有著突出特點(diǎn)的專(zhuān)用操作系統(tǒng)。由于Cold Fire系列芯片是沒(méi)有MMU (內(nèi)存管理單元Memory Management Unit)的處理器，而 uClinux是專(zhuān)為那些沒(méi)有MMU的嵌入式處理器開(kāi)發(fā)的，所以本系統(tǒng)采用uClinux嵌入式操作系統(tǒng)。

uClinux是Linux的一個(gè)嵌入式版本，它是源代碼開(kāi)放的嵌入式操作系統(tǒng)，其內(nèi)核的二進(jìn)制映像文件可以做到小于512K。uClinux針對(duì)無(wú)MMU的處理器設(shè)計(jì)，支持多任務(wù)，具有完備的TCP/IP協(xié)議棧并支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。uClinux還支持多種文件系統(tǒng)，如ROMFS、NFS和JFFS等。另外，uClinux可移植性很強(qiáng)，用戶通過(guò)重新配置、編譯內(nèi)核，很方便將其移植到68K、Dragon Ball、Cold Fire、Power PC、ARM等多種處理器計(jì)算平臺(tái)。當(dāng)前uClinux提供2.0和2.4兩個(gè)內(nèi)核版本。

本系統(tǒng)采用uClinux嵌入式操作系統(tǒng)主要需要解決以下三個(gè)問(wèn)題：

第一，實(shí)時(shí)性問(wèn)題。uClinux本身并沒(méi)有關(guān)注實(shí)時(shí)性問(wèn)題，它并不是為了Linux的實(shí)時(shí)性而提出的。而本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集功能對(duì)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有一定要求。通過(guò)給uClinux打上其它Rt-linux的實(shí)時(shí)性補(bǔ)丁，就可以增強(qiáng)uClinux的實(shí)時(shí)性，滿足這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)要求。

第二，JFFS文件系統(tǒng)的建立。uClinux系統(tǒng)采用Romfs作為根文件系統(tǒng)，Romfs文件系統(tǒng)不支持動(dòng)態(tài)擦寫(xiě)保存。而本系統(tǒng)中的嵌入式的Web Server在運(yùn)行過(guò)程中，要求能夠動(dòng)態(tài)地保存一些數(shù)據(jù)，并且當(dāng)系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，保存的數(shù)據(jù)依然存在。所以我們需要充分發(fā)揮Flash可擦寫(xiě)的優(yōu)勢(shì)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)態(tài)地擦寫(xiě)Flash來(lái)保存數(shù)據(jù)。通過(guò)建立JFFS文件系統(tǒng)，可以用Flash來(lái)保存數(shù)據(jù)，即將Flash作為系統(tǒng)的硬盤(pán)來(lái)使用�？梢韵癫僮饔脖P(pán)上的