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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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2.3 综合信息采集模块 本系统采用C8051F007单片机进行该模块的设计。C8051F007有8个I/O口，均容许5 V电压，并可通过配置交叉开关得到UART，I2C/SMBus、SPI等总线，每种串行总线都完全用硬件实现，都能向CIP-51产生中断，因此很少需要CPU的干预。该模块可扩展多个烟感探头和双鉴探头，可将传感器输出的开关信号作上拉和保护处理送入I/O。本模块扩展了温湿度传感器、烟感探头、双鉴探头和无线射频识别模块。其电路原理框图如图3所示。
2.4 无线射频识别模块
在设计无线射频识别模块时，需要考虑该模块的工作频率、作用距离、安全要求和存储容量。符合ISO14443协议的射频系统是应用比较多的一种。CRX14就是符合ISO14443标准的专用于无线射频技术的低成本、单片射频处理芯片。它发送的数据用ASK方式调制，接收到的数据则是将终端负载变量信号解调所得。CRX14与终端间的数据传输速率为106 kb/s。本模块即采用CRX14实现了1个较为完整的低成本射频读卡器方案。
3 系统软件实现
3.1 系统软件选型
为了便于系统管理员对整个系统进行快捷的信息管理，系统服务器端硬件选择普通的PC机，使用Windows操作系统，并选用SQL Server 2000作为整个服务器端的后台数据库。
信息终端的软件主要包括嵌入式操作系统、图形界面和嵌入式数据库。嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议等。嵌入式操作系统占用空间小，其特点主要体现在可裁剪性、实时性和可靠性等方面。本系统信息终端选用Linux操作系统、Qtopia图形界面和SQLite嵌入式数据库。
3.2 服务器端软件设计
服务器端软件开发采用Visual C#.net 2005，数据库采用SQL Server 2000。服务器端软件主要是为Web信息发布页面提供显示数据，并对信息进行管理。围绕服务器端的主要功能，还需要具体设计和实现以下2个辅助程序模块：
（1）SQL Server 2000数据表结构
标准数据库SQL Server 2000安装在PC服务器上，为信息浏览时的网站页面提供显示数据，并接受数据库管理客户端对数据的输入、修改、删除等管理。
（2）数据库管理客户端
数据库管理客户端为系统管理员提供了界面友好的数据库管理界面，协助管理员管理SQL Server 2000和扩展的嵌入式数据库SQLite，本设计编写了数据库管理客户端应用程序，系统管理员可通过管理客户端管理数据，同时为信息发布的Web页面提供显示数据。该程序的实现主要包括3个方面：数据的输入、数据库操作的实现、2个数据库的协调同步。
3.3 信息终端软件设计
信息终端选用Linux操作系统，其应用软件设计主要围绕GSM短信交互功能展开，同时实现了各扩展功能参数在终端网页上特定区域内显示的功能。其主要程序模块分别为：
（1）扩展SQLite数据库
本系统将轻型开源数据库SQLite 3.5.5移植到Liod开发板上，并为其设定网络数据库操作协议，将SQLite扩展成为单连接的异步通讯网络数据库。本数据库存储的数据用于短信交互，它为向系统发送短信查询详细浏览信息的用户提供数据，并接受数据库管理客户端对数据的管理。
（2）终端信息浏览模块
该系统实现在信息终端上显示PC服务器上发布的Web页面。在Liod平台上移植Linux操作系统和Qtopia图形界面后，使用Konqueror浏览器浏览服务器上发布的Web页面。Linux的移植主要包括：BootLoader、Linux内核和嵌入式文件系统。Linux内核使用Linux-2.4.21，文件系统包括基本文件系统和Qtopia。
（3）手机短信交互模块
本系统利用串口做通信接口，并选用西门子TC35i无线模块作为核心组件来搭建硬件电路。TC35i主要由基带处理器、射频模块、供电模块、闪存、ZIF连接器和天线接口等六部分组成。它的正常运行需要相应的外围电路与其配合。TC35i共有40个引脚，可通过ZIF连接器分别与电源电路、启动与关机电路、数据通信电路、语音通信电路、SIM卡电路、指示灯电路等相连接。其电源电路又分为充电电池和稳压电源两部分，本系统为减小体积，直接采用主板供电方式，并在1～10脚增设了稳压滤波电路，因而省去了电池和充电电路。
启动电路由自动和手动上电复位电路组成。模块上电10 ms后（电压须大于3 V），为使之正常工作，必须在15脚加时长至少为100 ms的低电平信号，且该信号的下降沿时间应小于1 ms，同时启动后15脚的信号应保持高电平。本系统可使用跳线选择模块启动方式。其中自启动方式是指在平台正常工作之后，由软件控制平台自动发出启动信号，而不需人的干预；而手动方式是指在平台正常工作之后，人为按下系统的启动／复位按键，模块才能启动。
数据通信电路主要完成短消息收发、与平台通信、以及软件流控制等功能。TC35i的数据接口采用串行异步收发，符合RS-232接口电路标准，工作在CMOS电平下。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可在300 bps~115kbps的波特率下运行，支持的自动波特率为4.8kbps~115 kbps（14.4 kbos和28.8 kbps除外），同时还支持RTSO／CTSO的硬件握手信号和XON／XOFF的软件流控制。TC35i作为移动终端。具有3路接收、5路发送的电路连接要求，但考虑到本系统无需蜂窝通信等功能，故为简化数据通信电路，可采用MAX232CPE芯片来实现电平转换及串口通信功能（输入为TXDO，输出为RXDO）。
该模块主要实现用户通过手机短信方式与信息终端进行信息交互。系统通过TC35i实现短信收发后，对用户短信进行解析，并查询SQLite数据库中与用户短信匹配的信息，再以短信的形式回复用户。也可将短信上传的信息发送至PC数据库，更新信息发布页面。
3.4 系统软件流程
系统软件流程图如图4所示。
本文设计并实现了一个嵌入式多功能信息交互系统。在实现了动态信息发布和信息交互这两个主要功能的基础上，根据该系统应用的不同场合扩展了环境参数采集、安防监控报警、无线射频识别和电视信号接收等功能，为不同领域用户的使用提供了方便。 |
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