1 导言
监控体系现已成为现代化出产、日子中不行短少的重要组成部分。现在，监控系列产品 品种繁复，大部分广泛运用于交通、医院、银行、家居、校园等安防范畴。
跟着嵌入式体系的呈现，尤其是依据 arm 内核芯片的嵌入式体系的呈现，使得监控体系的运用范畴更为广泛。本文规划的长途监控报警体系除了作为安防功用外，还可以运用于 以下范畴：通讯范畴：长途通讯、视频会议和视频点播、证券、长途教育等。医疗范畴：病 房监护、长途确诊等。工业范畴：长途设备确诊、保护、修理，长途出产监控等。家用范畴：家用电器长途保护；电、气、火等重大事故主动报警等。
2 体系规划
2.1体系组成
本文规划的长途监控体系首要由中心操控器、数据终端、传感器模块、通讯模块、接口模块等几部分组成。体系组成图（如图 1）。
2.2中心操控器
体系中心担任数据收集判别处理。为了进步体系作业功率，这儿运用的是三星公司的 S3C2410芯片作为处理器。S3C2410 芯片是一款高性价比的 ARM 芯片，十分适协作手机、PDA 等手持设备。首要特性包含： arm920T 内核，最高作业频率 203MHz，LCD 操控器：可直接驱动真彩液晶屏，最高支撑 2048×1024 真彩液晶屏，2 个 USB Host端口，1 个USB Device端口，支撑 Nand flash 发动形式，SD 卡接口，UART、IIC、SPI、IIS 等多品种 型串行接口， 4 通道DMA。
本文的监控体系的 CPU 中心部分运用的是规范的 SO-DIMM200 金手指接口，便于后期 保护和晋级。假如该监控体系的运用环境较为严苛，可以将 CPU替换为S3C2440芯片。 S3C2440彻底兼容S3C2410悉数特性（留意：芯片引脚不彻底兼容）。与S3C2410芯片比较，S3C2440的功用更为优胜：最高作业频率可达500MHz，内部集成CMOS摄像头接口，但价格较贵重。
2.3数据终端
数据终端的首要功用是对监控数据进行剖析、处理，及时将数据报告给监控人员。一起，监控人员可以依据现场状况，运用数据终端对监控的设备进行长途操控。数据终端最大优势 便是安全、牢靠、便于带着。一般状况下为了节省本钱，可以将手机、PDA 等移动通讯设 备作为数据终端运用。可是假如作为对高危环境或精密仪器的监控体系，数据终端需求专业 定制。这儿运用的是中心操控器的作为数据终端，即中心操控器既作为数据收集发送中心，也可数据接纳处理中心运用。
2.4通讯模块
通讯模块首要担任长途数据通讯。带有 RS232/485、GPRS、CDMA 等一种或多种通讯 办法。需求依据现场环境和用户需求进行定制。通讯模块与操控器经过接口总线衔接，衔接 办法为 TTL/RS232/RS485 等。
2.5传感器模块
传感器模块的首要功用是感知外部环境，对外部环境进行实时监测。由人体红外传感器、 振荡传感器、超声波传感器、可燃气体传感器、温度传感器、湿度传感器等一种或多种传感 器组成。可依据现场监测环境不同进行定制。
2.6接口模块
接口模块首要作为体系扩展功用运用，将操控器的 A/D 转化、I2C、SPI 等多种接口进行 外部扩展。接口模块没有特定的功用，但可以依据需求与其他设备衔接，例如可以与工业仪 器外表或设备衔接，实时对仪器或设备进行监控。
接口模块尽管不是监控体系的首要部分，可是关于整个体系来说却是不行短少。因为本文的监控体系首要考虑到了体系的可扩展性和与其它体系无缝衔接。经过接口模块可以很方 便的对监控体系进行晋级，而且可以完结与其他体系或设备的无缝衔接。这也是本体系区优 于其他监控体系的首要功用。
3 软件规划
3.1作业软件
体系的软件规划较为杂乱，这儿只给出了整个作业软件流程（如图 2）。
3.2操作体系移植
S3C2410 芯片支撑多种嵌入式操作体系，如 WINCE、uCLinux 等。但考虑到监控体系 的实时性要求，这儿运用的是 μC/OS-II 嵌入式实时操作体系。μC/OS-II 是一个源码揭露、可 移植、可固化、可裁剪、占先式的实时多使命操作体系。其绝大部分源码是用 ANSI C 写的。 整个嵌入式体系分为两大层：硬件层和软件层。这儿首要研讨软件层的架构。软件层主 要分为四个部分：实时操作体系内核，与处理器相关部分，与运用程序相关部分，用户的运用程序。移植 μC/OS-II 体系需求修正的文件有：运用程序相关文件： OS_CFG.HINCLUDE.H； 处理器相关文件： OS_CPU.H、 OS_CPU_A.ASM、OS_CPU_C.C。
3.2.1 与处理器相关的代码
这是移植中最要害的部分。内核将运用体系和底层硬件有机的结组成一个实时体系，要 使同一个内核能适用于不同的硬件体系，就需求在内核和硬件之间有一个中间层，这便是与 处理器相关的代码。处理器不同。这部分代码也不同。咱们在移植时需求自己移植这部分代 码。
a）OS_CPU.H
包含了用#define 界说的与处理器相关的常量，宏和类型界说，有体系数据类型界说,栈 增加方向界说，关中止和开中止界说，体系软中止的界说等等。
b)OS_CPU_A.ASM
这部分需求对处理器的寄存器进行操作，所以有必要用汇编语言来编写。包含四个子函数： OSStartHighRdy()，OSCtxSw()，OSIntCtxSw()，OSTickISR()。OSStartHighRdy()在多使命 体系发动函数 OSStart()中调用。完结的功用是:设置体系作业标志位 OSRunning = TRUE； 将安排妥当表中最高优先级使命的栈指针 Load 到 SP 中，并强制中止回来。这样安排妥当的最高优先 级使命就好像从中止里回来到作业态相同，使得整个体系得以作业。OSCtxSw()在使命级任 务切换函数中调用的。使命级切换是经过 SWI 或许 TRAP 人为制作的中止来完结的。ISR 的向 量地址有必要指向 OSCtxSw()。这一中止完结的功用：保存使命的环境变量(首要是寄存器的值, 经过入栈来完结),将当时 SP 存入使命 TCB 中，载入安排妥当最高优先级使命的 SP,康复安排妥当最高 优先级使命的环境变量，中止回来。这样就完结了使命级的切换。
OSIntCtxSw()在退出中止服务函数 OSIntExit()中调用,完结中止级使命切换.由所以在中止里调用，所以处理器的寄 存器入栈作业现已做完，就不用作这部分作业了。详细完结的使命；调整栈指针(因为调用 函数会使使命栈结构与体系使命切换时仓库规范结构不共同)，保存当时使命 SP，载入安排妥当 最高优先级使命的 SP，康复安排妥当最高优先级使命的环境变量，中止回来。这样就完结了中止 级使命切换。OSTickISR()体系时钟节拍中止服务函数，这是一个周期性中止，为内核供给时钟节拍。频率越高体系负荷越重。其周期的巨细决议了内核所能给运用体系供给的最小时 间距离服务。一般只限于 ms 级(跟 MCU 有关),关于要求愈加严苛的使命需求用户自己树立中 断来处理.该函数详细内容：保存寄存器(假如硬件主动完结就可以省掉)，调 OSIntEnter()， 调用 OSTimeTick()，调用 OSIntExit()，康复寄存器，中止回来。
c) OS_CPU_C.C
该文件中共界说了 6 个函数，可是最重要的是 OSTaskStkInit().其他都是对体系内核的扩展时用的.OSTaskStkInit()是在用户树立使命时体系内部自己调用的，对用户使命的仓库 进行初始化。使树立好的进入安排妥当态使命的仓库与体系产生中止而且将环境变量保存结束时 的栈结构共同。这样就可以用中止回来指令使安排妥当的使命作业起来。
3.2.2与运用相关的代码
这部分包含两个文件：OS_CFG.H, INCLUDES.H。 用户依据自己的运用体系来定制适宜 的内核服务功用。OS_CFG.H 来装备内核，用户依据需求对内核进行定制，留下需求的部 分,去掉不需求的部分，设置体系的基本状况。比方体系可供给的最大使命数量，是否定制 邮箱服务，是否需求体系供给使命挂起功用，是否供给使命优先级动态改动功用等等。 INCLUDES.H 体系头文件，整个实时体系程序所需求的文件，包含了内核和用户的头文件。
3.3用户图形接口
尽管 μC/OS-II 操作体系具有很高的实时性，但不像 WINCE、uCLinux 等操作体系那样 有杰出的图形界面支撑。所以，在运用液晶和触摸屏的状况下需求移植用户图形接口程序。这儿运用的是 μC/GUI。μC/GUI 是一个软件模块调集，经过该模块可以在咱们的嵌入式产品 中参加用户图形接口（GUI）。μC/GUI 具有很高的履行功率，而且与处理器和 LCD 操控器相 独立。该模块可以作业在单使命或许多使命环境，可以支撑不同巨细的显现办法。
经过 μC/GUI 咱们可以很便利的在液晶屏制作图形和界面。假如需求多种字体支撑，必 须自己将相应的字体字库参加到 μC/GUI 中。为了防止呈现乱码，尽量运用 GB2312 国标字库。
3.4关于字库的兼容性问题
咱们国内一般运用的汉字字库是 GB 码，但国际上运用的是 UNICODE 码 ，所以假如数据终端运用的是手机、PDA 等移动通讯设备，那么在数据发送前有必要进行字码转化，即 GB 码 转化为 UNICODE 码或许 UNICODE 码转化为 GB 码。因为 GB 码与 UN%&&&&&%ODE 码在排列组合上没有任何规则，所以一般字码转化的办法便是 查表法。
4 结束语
依据 arm9 嵌入式体系的长途监控体系与以往的监控体系不同，高功用的处理器芯片大 大进步了体系的功用。使监控体系可以作业在比较恶劣的环境中。而且在规划上充沛考虑到 了体系的可扩展性和兼容性问题，完结了本体系与其他体系的无缝衔接。以满意不同作业环 境的需求。
