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网络化的智能温度传感器设计
发布时间:2018-02-20 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]
3 系统软件分析
3．1 总体设计
系统开发采用的是ARM公司的ADS1．2作为开发编译环境。移植了μC／OS—II操作系统，主要采用C语言编写。将μC／OS—II移植到ARM处工字电感理器上，需要修改3个与ARM体系结构相关的文件：OS_CPU．H、0S_CPU_A．ASM、OS_CPU_C．C。具体移植请参考相关书籍。
程序首先调用OSinit()初始化μC／OS—II，完成差模电感对操作系统内部一些变量、数据结构和宏定义的初始化。在开始多任务之前，还需建立一个名为Task0()的任务，这一点是非常重要的，否则用户的0805电感应用程序就会崩溃。主任务中首先调用TargetInit()函数将目标板初始化，模板中包含这个初始化函数，它完成对板上硬件的一些初始化工作。之后启动多任务环境，创建3个任务来实现系统最终的目标。这3个任务包括：传感器对温度的采集和处理；温度比较与液晶显示；建立Web服务器。下面对设计过程中比较关键问题进行详细的阐述。
3．2 软件设计中的关键技术问题
3．2．1 传感器的温度采集
在对传感器数据采集的软件编程中，采用的是单线总线协议。通过单线总线访问DSl8820的协议包括：初始化DSl8820、ROM操作命令、存储器操作命令和读数据／处理数据。
根据DSl8820的初始化时序、写时序和读时序，分别编写3个子程序：Init_DSl8820为初始化子程序；WriteOneChar为写(命令或数据)子程序；ReadOneChar为读数据子程序。所有的数据读／写均由最低位开始。
该系统的读字节子程序的流程如图4所示。
温度传感器采集的关键任务程序代码如下：
3．2．2 Web服务器的建立
要在微处理器中建立Web服务器，主要需要实现TCP／IP协议栈的移植。设计中主要采用ZLG／IP软件包，它是广州周立功单片机发展有限公司开发的面向嵌入式系统开发的TCP／IP协议栈，是ZLG系列中间件的重要成员之一。ZLG／IP提供实现Internet网络上IP接点的功能，是一种高性能的嵌入式TCP／IP协议栈软件。它使用μC／OS—II实时操作系统的信号机制来实现一个多任务并行、可重入的协议栈，完全使用ANSI C编写，可以像μC／OS—II那样支持多种CPU。ZLG／IP还具有层次清晰、易于升级和修改等特点。该ZLG／IP软件包具体可见参考文献。
ZLG／IP采用模块化层次结构设计，其结构如图5所示。
图5中，TCP／IP应用插件电感程序是用户自己编写的μC／OS—II任务，是ZLG／IP的使用者，位于整个程序的最高层。TCP／IP应用程序调用ZLG／IP提供的Socket API接口函数对网络进行相应的操作。Socket API接口位于TCP／IP协议与应用程序之间，是用户操作协议栈程序的工具，在应用程序中通过调用Socket API接口函数来对协议栈软件进行操作。TCP、UDP处理模块是协议栈程序中处理传输层协议的模块，负责对传输层的数据进行封装和解拆，保存传输层连接状态。点划线内部就是接收处理，包括IP报、ARP报、ICMP报的处理，及以太网层的数据接收驱动。接收驱动模块在接收到数据后先进行分类，若是IP报就由IP处理模块处理，若是ARP报就进行ARP协议处理。ARP请求报调用以太网发送模块发送ARP应答报。IP处理模块把数据分类，TCP或UDP报则转由上层的传输层模块处理，而ICMP协议处理模块负责对IC—MP协议进行处理。IP发送模块负责封装IP报，并把封装好的IP报传送到下层发送模块。IP发送模块有4个上层模块调用：分别是Socket API接口、UDP处理、TCP处理和ICMP处理。它们把相应的参数传送给IP发送模块，由IP发送模块来封装。Ethernet发送驱动模块是属于以太网层的处理模块，负责封装以太网报和数据的发送，调用它的模块有ARP处理模块和IP发送模块。
由于使用的是B／S结构，则编程是采用的是TCP通信的Socket API。编写TCP通信的任务时分为服务器方式和客户机方式两种。服务器方式是需要监听连接，只有在与客户机建立连接后才能进行数据处理。客户机方式是主动连接服务器，也是在连接成功后才能进行数据处理。图6是TCP通信时服务器端和客户机端通信的函数应用图。基于DSP的脱机视频编/解码系统ADV611芯片是美国ANALOG DEVICES公司生产的一种利用小波算法对视频图像进行实时压缩/解压缩处理的编/解码芯片。该芯片不仅集成了视频编/解码算法，还提供了数据压缩效果的实时调节手段，数据
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