基于ARM的GPRS通信系统设计与实现djtj.docx

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1、湖南文理理学院芙芙蓉学院院课程设计计报告课程名称称： 嵌入式式系统课课程设计计 专业班级级： 自自动化110011班 学学号：440学生姓名名：李志志航指导教师师：李建建英完成时间间： 220133年 77月 11 日 报告成绩绩：评阅意见： 评阅教师 日期 2013.7.5 芙蓉学院院教学工工作部制制摘要本文介绍绍了基于于S3CC24110的GGPRSS通信系系统的设设计与实实现，包包括硬件件模块程程序设计计以及系系统软件件设计。硬硬件模块块程序包包括ADDC、键键盘、LLCD、UUARTT、GPPRS等等各功能能模块控控制程序序的设计计；系统统软件包包括数据据采集子子系统、数数据中心心子系

2、统统软件系系统的设设计，其其中详细细介绍了了系统的的数据流流图分析析、程序序结构设设计过程程。本文文还简单单介绍了了GPRRS传输输控制协协议、SSMS编编解码过过程。最最后还简简单介绍绍了本系系统的系系统测试试方法、测测试过程程以及测测试结果果。关键词：S3CC24110,GPRRS,SMSSAbsttracctThiss arrticcle maiinlyy inntrooducces thee deesiggn aand impplemmentt off thheGPPRS commmunnicaatioon ssysttem deppendd onn S33C24410, innclu

3、udinng tthe dessignn off prrogrram on eacch mmoduule, thhe ssysttem sofftwaare dessignn. Thhe eeachh moodulles pproggramm inncluude ADCC, KKey-Boaard, LCCD, UARRT,GGPRSS, annd sso oon. Thee syysteem ssofttwarre iinclludees SSofttwarre-SSysttem of thee daata acqquissitiion subbsysstemm annd tthe datt

4、a ccenttrall suubsyysteem. Thiis aartiiclee allso simmplyy inntrooducce tthe GPRRS ttrannsmiissiion conntrool pprottocool, thee prroceedurre oof eencoode & ddecoode of SMSS annd sso nno. Finnallly, Thee arrticcle alsso ssimpply inttrodduceed tthiss syysteemss syysteem ttestt meethood, thee teest pro

5、ocedduree ass weell as thee teest ressultt.Key worrds：S3CC24110, GPRRS, SMSS目录一 绪论论11.1系系统开发发平台简简介11.1.1 EEmbeest EDUUKITT-IIII开发发板11.1.2 Vissionn3集成成开发环环境11.2 系统网网络结构构与规程程简介221.2.1 GGPRSS网络结结构21.2.2 GGPRSS协议栈栈31.3系系统数据据包编解解码技术术简单说说明31.3.1 PPPP数数据帧的的编码与与解码331.3.2 SSMS数数据包编编码与解解码4二 硬件件平台简简单说明明62.1 硬件

6、系系统结构构图62.2 系统电电路原理理图6三 各模模块程序序设计773.1异异步串口口通信控控制程序序73.2 LCDD显示控控制程序序73.3 键盘控控制程序序83.4 ADCC数据采采集控制制程序88四 系统统软件设设计94.1系系统数据据流图分分析94.1.1 数数据采集集子系统统数据流流图分析析104.1.2 数数据中心心子系统统数据流流图分析析114.2系系统程序序结构设设计1334.2.1 数数据采集集子系统统程序结结构设计计134.2.2 数数据中心心子系统统程序结结构设计计15五 系统统测试1175.1数数据采集集子系统统系统测测试1775.2 数据中中心子系系统系统统测试1

7、18六 结论论21七 致谢谢22八 参考考文献223九 附录录2431题目名基于ARRM和GGPRSS的无线线数据通通信系统统设计一绪论随着网络络应用的的迅速普普及，消消费电子子、计算算机、通通信一体体化趋势势日趋明明显，嵌嵌入式系系统已成成为研究究与应用用的热点点。GPPRS技技术基于于TDMMA方式式的GSSM系统统实现，是是在GSSM网路路技术上上发展起起来的系系统，它它充分利利用了GGSM系系统的无无线结构构，通过过进一步步在GSSM网络络中增加加数据设设备提供供高速数数据应用用，从而而保证采采用GSSM系统统实现从从2G到到2.55G的平平滑过渡渡，实现现从电路路方式业业务到话话音/

8、分分组方式式业务的的转变。1.1系系统开发发平台简简介1.1.1 EEmbeest EDUUKITT-IIII开发发板Embeest Eduukitt-IIII是深深圳英蓓蓓特公司司开发的的一款全全功能AARM开开发板，兼兼容ARRM7、AARM99、XSScalle、 和DSSP，覆覆盖了高高底端嵌嵌入式教教学，在在标准配配置下提提供两套套CPUU子板：S3CC44BB0X和和S3CC24110X。CCPU子子板都可可以自由由插拔，使使一套实实验系统统变为多多套。SS3C224100是一种种先进的的嵌入式式处理器器，采用用ARMM9200T内核核，频率率可达2200MMHz。基基于ARRM9

9、的的教学实实验系统统（采用用S3CC24110X芯芯片）可可以实现现高端AARM嵌嵌入式教教学，主主要包括括扩展接接口实验验、Liinuxx操作系系统实验验和WiinCEE操作系系统实验验。Emmbesst EEdukkit-IIII采用独独特的模模块划分分，资源源丰富，包包括LCCD及触触摸屏、55*4键键盘、串串口、以以太网口口、USSB口、音音频输出出、Fllashh和SDDRAMM等等，并并提供GGPRSS、DSSP扩展展模块以以及数据据外部扩扩展焊接接板11。1.1.2 Vissionn3集成成开发环环境Vissionn3是一一个基于于窗口的的软件开开发平台台，它集集成了功功能强大大

10、的编辑辑器、工工程管理理器以及及makke工具具。Vissionn3集成成的工具具包括CC编译器器、宏汇汇编器、链链接/定定位器和和十六进进制文件件生成器器，有编编译和调调试两种种工作模模式，两两种模式式下设计计人员都都可以查查看并修修改原文文件。编编译模式式用于维维护工程程文件和和生成应应用程序序；调试试模式下下，则可可以用功功能强大大的CPPU和外外设仿真真器来测测试程序序，也可可以使用用调试器器经Keeil ULIINK USBB-JTTAG适适配器(或其他他AGDDI驱动动器)来来连接目目标系统统测试应应用程序序，ULLINKK2仿真真器能用用于下载载应用程程序到目目标系统统的Flla

11、shh ROOM中。1.2 系统网网络结构构与规程程简介本系统采采用GPPRS网网络结构构与规程程。GPPRS(Genneraal PPackket Raddio Serrvicce,通通用分组组无线业业务)是是在现有有GSMM系统上上发展起起来的一一种新的的承载业业务，允允许用户户在端到到端分组组传输模模式下发发送和接接收数据据而不需需要利用用电路交交换的模模式，比比较适合合与突发发的、频频繁的、数数据量小小的数据据传输。作作为承载载网络，GGPRSS系统本本身采用用IP网网络结构构，并对对用户分分配独立立地址(如IPP)，并并将用户户作为独独立的数数据用户户，从而而实现了了从网络络到移动动

12、用户的的端到端端的数据据应用。1.2.1GPPRS网网络结构构GPRSS网络结结构基于于GSMM系统实实现，话话音部分分人采用用原先的的基本处处理单元元，而对对于数据据本分则则新增了了一些数数据处理理单元和和接口。GGPRSS系统中中新增的的数据单单元包括括一下几几个部分分(参见见图1.1)3。图1.11GPRRS网络络单元（1）PPCU(Pacckett Coontrrol Uniit)：分组处处理单元元，它是是BSCC(Baase Staatioon CConttrolllerr，基站站控制器器)的一一部分，可可以独立立设置或或者与BBSC合合并设置置，它与与BSCC之间的的接口不不开放。

13、（2）SSGSNN(Seerviice GPRRS SSuppportt Noode)：GPPRS服服务支持持节点。功功能和作作用与MMSC(Mobbilee Swwitcchinng CCentter，移移动交换换中心)具有相相同点，进进行分组组移动用用户的状状态管理理，计费费管理等等并负责责到HLLR(HHomee Loocattionn Reegissterr，小区区位置存存储器)的用户户数据信信息的传传送。（3）GGGSNN(Gaatewway GPRRS SSuppportt Noode)：GPPRS网网管支持持节点。负负责和外外部数据据网络的的接口，进进行数据据包的转转发，具具有路

14、由由器的部部分功能能。1.2.2 GGPRSS协议栈栈GPRSS协议规规程体现现了无线线和网络络相结合合的特征征。其中中既包含含类似局局域网技技术中的的逻辑链链路控制制LLCC子层和和媒体接接入控制制MACC子层，又又包含RRLC和和BSSSGP等等新引入入的特定定规程。由由GPRRS系统统的端到到端之间间的应用用协议结结构可知知，GPPRS网网络是存存在于应应用层之之下的承承载网络络，它用用以承载载IP或或X.225等数数据业务务，由于于GPRRS本身身采用IIP数据据网络结结构，所所以基于于GPRRS网络络的IPP应用规规程结构构可理解解为两层层IP结结构，即即应用级级的IPP协议以以及采

15、用用IP协协议的GGPRSS本身。GGPRSS传输面面协议层层如图11.2所所示33。1.3系系统数据据包编解解码技术术简单说说明本系统 GPRRS模块块数据收收发方式式有两种种，一种种基于GGPRSS网络以以分组交交换的方方式进行行数据传传输，其其链路协协议采用用PPPP(Poointt too Poointt Prrotoocoll，点到到点)协协议，数数据包的的编解码码针对PPPP数数据帧；一种基基于GSSM网络络的SMMS(SShorrt MMesssagee Seerviice，短短消息服服务业务务)以短短消息的的方式进进行数据据传输，数数据包的的编解码码针对串串口发送送和接收收到的

16、SSMS数数据包。图1.22GPRRS传输输面协议议层1.3.1 PPPP数数据帧的的编码与与解码PPP数数据帧每每一帧都都以一字字节0xx7E标标志位开开始，紧紧接着是是一个地地址字节节，值始始终是00xFFF，然后后是一个个值为00x033的控制制字节。接接下来是是协议字字段：当当它的值值是0xx00221时，表表示信息息字段是是一个IIP数据据包；值值是0xxC0221时，表表示信息息字段是是链路控控制数据据；值是是0x880211时，表表示字段段是网络络控制数数据。帧帧校验序序列是一一个循环环冗余校校验码，以以检测数数据帧中中的错误误。数据据帧以标标志位00x7EE结束。PPP数数据帧

17、的的格式如如表1.1所示示。表1.11PPPP数据据帧格式式标志地址控制协议域信息域校验标志7EFF037E1B1B1B2B缺省15500BB2B1B注：第二二行中数数字全为为16进制制表示，第第三行BB表示占占的字节节数。由于标志志字符的的值是00x7EE，因此此当该字字符出现现在信息息字段中中时，PPPP需需要对他他进行转转义。在在异步链链路中，特特殊字符符0x77D用作作转义字字符，当当它出现现在PPPP数据据帧中时时，那么么紧接着着的字符符的第六六位要取取其补码码，具体体过程如如下： （1）当当遇到字字符0xx7D时时，需连连续传送送两个字字符0xx7D和和0x55D，以以实现标标志字

18、符符的转义义。（2）当当遇到转转义字符符0x77D时，需需连续传传送连个个字符：0x77D和0x55D，以以实现转转义字符符的转义义。（3）默默认情况况下，如如果字符符的值小小于0xx20(比如一一个ASSCIII控制字字符)，一一般都要要进行转转义。例例如，遇遇到字符符0x001时需需连续传传送0xx7D和和0x221两个个字符。1.3.2 SSMS数数据包编编码与解解码目前共有有3种方式式来发送送和接收收SMSS信息：Bloock Modde、Texxt MModee和PDDU MModee。BloockMModee目前已已经很少少用了。Text Mode 是纯文本方式，可使用不同的字符集

19、。PDU Mode被所有手机所支持，可使用任何字符集。(1) 对于数数据发送送，Teext Modde比较较简单，只只需几条条AT指令令即可完完成，不不需要对对发送数数据进行行编码。下下面介绍绍的是在在PDUU Moode的的发送短短消息的的实现方方法。PDU串串不仅包包含可显显示的消消息本身身，还包包含很多多其他信信息，如如服务中中心号码码、目标标号码、回回复号码码、编码码方式和和服务时时间等。现现在以一一个实例例说明发发送PDDU串的的结构和和编排方方式。SMSCC(SMMS服务务中心号号码)：+86613880011005500，对对方号码码：+886133811134883522，消息

20、息内容：Helllo!。从手手机发出出的PDDU串可可以是：08 991 668 331 008 110 000 005 FF0 111 000 00D 991 668 331 118 331 884 553 FF2 000 000 000 006 CC8 332 99B FFD 00E 001其具体分分析可参参见表11.2。(2) 对于数数据接收收，处理理器判断断出有接接收未读读的短信信息时，将将会把信信息包读读取出来来，Teext Modde和PPDU Modde的信信息包格格式不一一样，下下面将分分别介绍绍他们对对接收到到的短消消息的解解码方式式。1）. Texxt MModee下数据据

21、包解码码处理器给给GPRRS模块块发送AAT指令令 ATT+CMMGL=REEC UUNREEAD，如果果SIMM卡中存存有接收收到但未未读取的的短消息息，GPPRS模模块将会会把该短短信内容容以及其其他信息息通过串串口传递递给处理理器，下下面是实实验过程程中接收收到的一一个数据据包：分 段段含 义义说 明明08SMSCC地址信信息的长长度共8个88位字节节(包括括 911)91SMSCC地址格格式用国际格格式号码码(在前前面加”+”)68 331 008 110 000 005 FF0SMSCC地址86133800010005000，补FF凑成偶偶数个11基本参数数发送，TTP-VVP用相相

22、对格式式00消息基准准值00D目标地址址数字个个数用13个个十进制制数(不不包含991和FF)91目标地址址格式用国际格格式号码码68 331 118 331 884 553 FF2目标地址址86133811134883522，补FF凑成偶偶数个00协议标识识普通GSSM类型型，点到到点方式式00用户信息息编码方方式7位编码码00有效期5minn06用户信息息长度实际长度度6字节节C8 332 99B FFD 00E 001用户信息息Helllo!表1.22 发发送的PPDU串串对照表表2）.PPDU Modde下数数据包解解码下面是PPDU模模式下串串口收到到的一个个PDUU数据包包:08

23、991 668 331 008 110 000 005 FF0 884 00D 991 668 331 118 331 884 553 FF2 000 000 880 550 002 001 221 334 223 006 CC8 332 99B FFD 00E 001其组成与与PDUU模式下下发送PPDU串串不同地地方是第第22到到29字字节，其其代表的的是时间间：20008-05-20 10:12:43+32，332代表表时区。对于“HHelllo!”的7位位编码结结果是CC8 332 99B FFD 00E 001，其其编码过过程可以以参考参参考文献献2第2285到到2866页，在在此不

24、再再介绍。二 硬件件平台简简单说明明本系统硬硬件平台台根据英英蓓特公公司的EEmbeest EDUUKITT-IIII实验验教学平平台所设设计，该该教学平平台是一一款功能能强大的的32位位嵌入式式开发板板，采用用三星公公司以AARM77为内核核的微处处理器SS3C444B00X和以以ARMM9为内内核的微微处理器器S3CC24110X，具具有JTTAG调调试等功功能。SS3C224100内部集集成了AARM公公司ARRM9220T处处理器核核，资源源丰富，带带独立的的16KKB的指指令Caachee和166KB数数据Caachee，LCCD控制制器、RRAM控控制器、NNANDD闪存控控制器、

25、33路UAART、44路DMMA、44路带PPWM的的Timmer、并并行I/O口、88路100位ADDC、触触摸屏接接口、IIIC接接口、IIIS接接口、22个USSB接口口控制器器、2路路SPLL，主频频最高可可达2000MHHz。本本系统设设计主要要是对AADC、键键盘、液液晶显示示屏、无无线通信信模块的的控制1。2.1 硬件系系统结构构图硬件系统统的结构构如图22.1所所示。图2.11 硬件件系统结结构图2.2 系统电电路原理理图由于本设设计硬件件平台根根据英蓓蓓特公司司的Emmbesst EEDUKKIT-IIII实验教教学平台台所设计计，所以以其电路路原理图图可参考考参考文文献1第

26、第二章第第3节(P311P666)，设设计所需需要的最最小开发发板，在在此不再再介绍。系系统GPPRS模模块采用用西门子子公司生生产的MMC355i。三 各模模块程序序设计由于硬件件平台采采用英蓓蓓特公司司的Emmbesst EEDUKKIT-IIII实验教教学平台台，所以以该系统统的设计计主要是是软件的的设计，下下面分别别介绍各各个主要要功能模模块的控控制程序序的设计计4。3.1异异步串口口通信控控制程序序串口通信信程序的的主要包包括初始始化与UUARTT传输相相关的 I/OO口，设设置UAART相相关控制制寄存器器，中断断入口函函数设置置，往串串口发送送数据，从从串口读读入数据据，和从从串

27、口读读字符串串等。处处理器与与GPRRS模块块间是通通过UAART通通信的，所所以异步步串口通通信控制制程序是是该系统统程序设设计最重重要的模模块程序序之一，其其流程图图如图33.1所所示。图3.11 异步步串口通通信程序序流程图图3.2 LCDD显示控控制程序序LCD显显示控制制程序主主要包括括LCDD应用初初始化函函数，汉汉字显示示函数，其其中前两两个参数数为显示示x，yy坐标，第第三个参参数表示示显示颜颜色，第第四个参参数是指指向要显显示的汉汉字的指指针； 字符显显示函数数，其参参数同汉汉字显示示；矩形形显示函函数，图图形显示示函数。系系统数据据处理结结果最终终要在LLCD上上显示出出来

28、，LLCD显显示是人人机接口口设计的的重要内内容之一一。LCCD显示示控制程程序的流流程图如如图3.2所示示。图3.22 LCCD显示示控制程程序流程程图3.3 键盘控控制程序序键盘控制制程序主主要是IIIC通通信程序序的设计计，通过过控制ZZLG772900来读取取键值。包包括初始始化函数数，读取取键值函函数，字字符显实实函数（用用于显示示按键值值）；其其中初始始化函数数主要实实初始化化端口、IIIC串串口通信信相关寄寄存器设设置、中中断寄存存器设置置、中断断入口函函数设置置。键盘盘也是人人机接口口设计的的重要内内容之一一，其程程序流程程图如图图3.33所示。图3.33 键盘盘控制程程序流程

29、程图3.4 ADCC数据采采集控制制程序ADC控控制程序序是为了了掌握SS3C224100 处理理器的AA/D转转换功能能，利用用S3CC24110集成成的 AA/D转转换模块块，把分分压值转转换为数数字信号号，并送送数码管管显示。AAD转换换是数据据采集子子系统的的核心程程序之一一，整个个系统的的数据源源即来自自AD转转换，它它的程序序流程图图如图33.4所所示。图3.44 ADDC数据据采集程程序流程程图四系统软软件设计计系统软件件主要包包括3部部分：程程序代码码、与软软件相关关的说明明文档以以及软件件所处理理的数据据。数据据是整个个软件处处理的对对象，所所以本系系统系统统软件的的设计是是

30、从数据据着手5。4.1系系统数据据流图分分析当数据在在软件系系统中移移动时，它它将被一一系列“变换”所修改改。数据据流图描描绘数据据从输入入移动到到输出的的过程中中所经过过的变化化，他没没有任何何具体物物理部件件，只描描述数据据在软件件中流动动和被处处理的逻逻辑过程程。本系统数数据源点点是数据据采集终终端ADD转换器器，经无无线网络络(GSSM/GGPRSS)传给给数据控控制中心心上位机机LCDD显示，LLCD即即为系统统的数据据终点，其其基本系系统模型型如图44.1所所示。图4.11基于AARM的的GPRRS设计计与实现现基本系系统模型型经进一步步分解，可可把系统统划分为为数据采采集子系系统

31、和数数据中心心子系统统两部分分。其中中数据采采集子系系统的数数据源点点是各采采集终端端的ADD转换器器，终点点是GSSM/GGPRSS无线网网络，如如图4.2所示示；数据据中心子子系统数数据源点点是GSSM/GGPRSS无线网网络，终终点是数数据中心心液晶显显示器(LCDD)，如如图4.3所示示。即数数据采集集终端的的数据终终点通过过无线网网络后变变成数据据中心的的数据源源点。图4.22 数据据采集子子系统系系统模型型图4.33 数据据中心子子系统系系统模型型下面分别别介绍各各子系统统的数据据流图。4.1.1 数数据采集集子系统统数据流流图分析析在数据采采集子系系统中，环环境参数数经ADD转换

32、后后存储。为为了采集集数据的的精确，先先采取多多次样值值，去除除坏值后后，再对对剩下的的数据进进行数字字滤波处处理，得得出比较较精确的的环境参参数。现现在得出出的环境境参数还还是原始始的整型型二进制制代码，首首先要根根据处理理器的AADC规规律把二二进制代代码转换换为对应应的电压压值，再再根据传传感器特特性把电电压值转转换为对对应的环环境参数数，如温温度、湿湿度等。在在上面工工作都完完成之后后，由于于GPRRS模块块的特性性，要把把环境参参数值转转换为对对应的AASCIII码，这这样方便便传输。根根据以上上分析，可可得出数数据采集集子系统统数据流流图如图图4.44所示。图4.44 数据据采集子

33、子系统数数据流图图对图中各各数据流流说明：环境参数数(模拟拟量)：经传感感器采集集后的环环境参数数，为模模拟量的的电压值值。环境参数数(数字字量、电电压、整整型)：模拟量量的电压压值经AAD转换换后存储储在寄存存器中，此此时的环环境参数数为整型型的二进进制代码码，经读读取后存存储。比较精确确的电压压值(整整型)：AD转转换有可可能出现现误差，所所以必须须进行多多次采样样，经分分析后得得出比较较接近实实际参数数的值。环境参数数的对应应值(浮浮点型、AASCIII码)：参数数经分析析后，还还是整型型的二进进制代码码，需要要根据处处理器AAD转换换器的参参考电压压及位数数转换为为浮点型型的电压压值，

34、再再根据传传感器的的特性转转换为对对应环境境参数的的实际值值。为了了方便传传输和数数据中心心解码，还还要将转转换后的的值再转转换成对对应的AASCIII码，方方便数据据的传输输。ASCIII码、AAT指令令： GGPRSS模块采采用ATT指令控控制，在在数据传传输前，需需要先通通过ATT指令进进行一系系列初始始化过程程，然后后再把数数据的AASCIII码通通过串口口给GPPRS模模块。4.1.2 数数据中心心子系统统数据流流图分析析GPRSS模块接接收到无无线网络络传输的的数据后后，首先先分析是是短消息息还是数数据包。如如果是短短消息，则则采用PPDU/TEXXT解码码分离出出短消息息数据中中

35、心号、发发送方手手机号、发发送时间间、发送送内容等等，经处处理后提提取出有有用的信信息，存存储、送送LCDD显示，必必要时还还可发出出报警信信号；如如果是PPPP数数据包，先先提取出出数据包包的协议议域，在在取出数数据报的的信息，采采用PPPP数据据帧解码码规则分分离出发发送方号号码、环环境参数数内容、参参数发送送的时间间(数据据包信息息域协议议自己规规定)，经经处理提提取出有有用的信信息，存存储、送送LCDD显示，必必要时还还可发出出报警信信号。根根据以上上分析，可可得出数数据中心心子系统统数据流流图如图图4.55所示。图4.55 数据据中心子子系统数数据流图图对图中各各数据流流说明：短消息

36、/数据包包：包含含有由数数据采集集子系统统通过无无线网络络传送给给中据中中心子系系统的环环境参数数，该环环境参数数可能采采用短信信息的形形式通过过GSMM网络传传输，也也可能以以数据包包的形式式通过GGPRSS网络传传输，由由GPRRS模块块接收，串串口传递递，传递递数据分分析模块块处理。短消息：包含有有由数据据采集子子系统通通过无线线网络传传送给中中据中心心子系统统的环境境参数，由由数据分分析模块块提取出出，传递递给PDDU/TTEXTT解码模模块解码码。发送号码码、消息息/参数数内容、发发送时间间：由发发送号码码为发送送方的手手机号，消消息/参参数内容容包括环环境参数数内容，发发送时间间环

37、境参参数采集集或/和和传输的的时间。手机卡编编号：在在数据包包方式发发送中每每一个处处理器为为其上的的手机卡卡编的号号码，与与其所处处地点唯唯一对应应。地点、参参数、时时间：地地点是数数据采集集模块所所处的位位置，由由发送号号码或手手机卡编编号唯一一确定，参参数即数数据采集集模块采采集点的的环境参参数，时时间环境境参数采采集或/和传输输的时间间。数据包：包含有有由数据据采集子子系统通通过无线线网络传传送给中中据中心心子系统统的环境境参数，由由数据分分析模块块提取出出，传递递给PPPP数据据帧解码码模块解解码。对图中各各处理说说明：接收数据据：接收收无线网网络传输输的短消消息或数数据报，由由GP

38、RRS模块块和串口口联合完完成。分析数据据：分析析串口接接收的数数据是短短消息还还是数据据包，调调用相应应解码模模块。PDU/TEXXT解码码：解码码经过分分析的字字符串，提提取出短短信中包包含的发发送方手手机号码码、消息息内容、发发送时间间等。PPP数数据帧解解码：解解码经过过分析的的字符串串，提取取出数据据包中包包含的手手机卡编编号、环环境参数数内容、发发送时间间等。处理存储储：把手手机号或或手机卡卡编号与与其所处处的位置置对应起起来并存存储(如如果不是是自己设设定的号号则丢弃弃收到的的数据)，存储储收到的的环境参参数信息息以及接接收的时时间。显示：把把刚才处处理好的的数据送送到LCCD显

39、示示。4.2系系统程序序结构设设计经过数据据流图的的分析，我我们对每每个子系系统必须须做什么么已经已已经很清清楚了，程程序结构构设计(也称总总体设计计)将完完成“概括来来说，系系统将如如何实现现？”这个问问题。程程序结构构设计将将确定系系统中每每个程序序是由那那些模块块组成，以以及这些些模块相相互间的的关系。下下面分别别详细介介绍数据据采集子子系统和和数据中中心子系系统的程程序结构构设计过过程。4.2.1 数数据采集集子系统统程序结结构设计计分析数据据采集子子系统的的数据流流图，可可以从系系统中分分解出下下面几个个控制功功能模块块，由主主函数协协调他们们的控制制功能：数据采采集模块块，协调调所

40、有传传感器输输入模拟拟量的采采集，负负责所采采集数据据的接收收与存储储；数据处处理模块块，管理理数据采采集模块块存储的的数据，负负责数据据转换；数据输输出模块块，协调调输出信信息的产产生过程程，并负负责吧数数据传递递到无线线网络。数据采集集子系统统第一级级分解得得出的结结构图如如图4.6所示示，每个个控制模模块的名名字表明明了他所所控制的的那些模模块的功功能。图4.66 数据据采集子子系统的的第一级级分解对第一级级分解进进一步细细化，把把数据流流图中每每个处理理映射成成软件结结构中一一个适当当的模块块，即第第二级分分解，如如图4.7所示示。图4.77 数据据采集子子系统第第二级分分解图中每个个

41、模块的的名字表表明了它它的基本本功能，对对各模块块作一简简要说明明如下：AD转换换：模块块入口参参数是模模拟信号号输入端端口、AAD转换换结果存存储首地地址，无无返回值值，由主主函数调调用；调调用模块块之前需需要进行行ADCC初始化化等工作作；模块块内部要要包括AAD转换换结果的的存储、延延时等；要有判判断采集集的数据据是否合合理，对对不合理理的进行行重新采采集；每每一路数数据都采采集完之之后需要要调用分分析数据据模块。数据分析析：模块块入口参参数是AAD转换换采集的的数据存存储数组组，无返返回值，由由主函数数调用；模块先先检查每每一路端端口采集集的数据据有没有有与同端端口下其其他数据据相差很

42、很大，如如果有就就采用滤滤波等方方法剔除除坏值，再再取平均均值，得得出比较较接近的的环境参参数值，供供数据处处理模块块取用；模块最最后需要要调用数数据处理理模块。数据处理理：模块块入口参参数是数数据分析析模块计计算出的的比较精精确的每每一路环环境参数数值，无无返回值值，由数数据分析析模块调调用；模模块首先先把整形形的环境境参数装装换成与与之对应应浮点型型电压值值，然后后根据每每一路传传感器特特性计算算出环境境参数值值，再把把对应环环境参数数值转换换为ASSCIII码后编编码，存存储在字字符型数数组中，供供串口传传输模块块取用；模块最最后调用用串口传传输模块块。串口传输输：模块块入口参参数是数数

43、据分析析模块编编码得到到的字符符串，无无返回值值，由数数据处理理模块调调用；调调用该模模块之前前需要进进行串口口初始化化、GPPRS模模块初始始化等工工作（这这些初始始化工作作包括AADC初初始化等等可以在在主函中中先完成成）；该该模块主主要通过过AT指指令控制制GPRRS模块块进行数数据的传传输，在在GPRRS模块块测试通通过后传传输数据据处理模模块处理理好的字字符串，数数据发送送后返回回。GPRSS模块发发送：GGPRSS模块负负责解析析串口传传输的AAT指令令，主要要是硬件件设计问问题，在在此系统统中不必必着重研研究。经过以上上分析可可画出数数据采集集模块子子系统的的程序结结构图如如图4

44、.8所示示。图4.88 数据据采集子子系统程程序结构构图4.2.2 数数据中心心子系统统程序结结构设计计分析数据据中心子子系统数数据流图图，从系系统中分分解出下下面几个个控制模模块，由由位于软软件结构构最顶层层的控制制模块“GPRRS测试试”协调他他们的控控制功能能：输入信信息处理理控制模模块“接收无无线网络络数据”，协调调对所有有输入数数据的接接收；变换中中心控制制模块“数据转转换控制制”，管理理内部数数据的所所有操作作；输出信信息处理理控制面面模块“驱动LLCD显显示”，协调调输出信信息的产产生过程程。数据中心心子系统统第一级级分解得得出的结结构如图图4.99所示，每每个控制制模块的的名字

45、表表明了为为他所控控制的那那些模块块的功能能。图4.99 数据据中心子子系统的的第一级级分解对第一级级分解进进一步细细化，把把数据流流图中每每个处理理映射成成软件结结构中一一个适当当的模块块，即第第二级分分解，如如图4.10所所示。图中每个个模块的的名字表表明了它它的基本本功能，对对各模块块作一简简要说明明如下：接收数据据：模块块包含在在上层模模块中，由由上层GGPRSS测试模模块管理理；当判判断有新新短信时时用该模模块读取取新信息息，接收收的数据据供分析析模块分分析处理理；模块块接收完完数据后后需要调调用分析析数据模模块。分析数据据：模块块入口参参数是接接收模块块接收到到的数据据，无返返回值

46、，由由上层GGPRSS测试模模块调用用；模块块主要负负责判断断接收到到的数据据是短消消息还是是数据包包，并把把判断后后的字符符串传递递给解码码模块解解码；模模块最后后需要调调用PDDU/TTEXTT解码或或PPPP数据解解码模块块。图4.110 数数据中心心子系统统第二级级分解PDU/TEXXT解码码：模块块入口参参数是分分析数据据模块处处理后的的数据，无无返回值值，由分分析数据据模块调调用；模模块先判判断接收收到的短短信息是是PDUU模式还还是TEEXT模模式，再再根据他他们的编编码规则则分离解解码出发发送方手手机号、短短消息内内容、发发送时间间等信息息，供处处理存储储模块分分析处理理；模块

47、块最后需需要调用用处理存存储模块块。经过以上上分析可可画出数数据采集集模块子子系统的的程序结结构图如如图4.11所所示。图4.111 数数据中心心子系统统程序结结构图五 系统统测试通过系统统程序结结构设计计已经知知道每个个程序由由那些模模块组成成以及这这些模块块间的相相互关系系。根据据程序结结构图和和开发平平台的特特性，写写出程序序代码，编编译链接接通过后后，就可可以进行行系统测测试了。测测试的根根本目的的是尽可可能多地地发现并并排除软软件中潜潜在的错错误，最最终设计计出一个个高质量量的系统统 55。5.1数数据采集集子系统统系统测测试根据数据据采集子子系统程程序结构构图画出出其程序序框架图图(各模模块之间间调用关关系图，并并非程序序流程图图)如图图5.11。测试试沿着该该图从主主函数