基于嵌入式ARM处理器的M2M终端总体设计

　　采用嵌入式实 时操作系统可以更合适、有效地利用CPU的资源，简化应用软件的设计，缩短系统开发时间，更好地保证系统的实时陛和可靠性。FreeRTOS是在 Sourceforge网站上发布的微内核嵌入式实时操作系统，它是完全免费的操作系统，具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点。作为一个轻 量级的操作系统，FreeRTOS提供的功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理等FreeRTOS支持优先级和轮换时间片两种调度 算法，可根据用户需要设置为可剥夺型内核或不可剥夺型内核。本文基于FreeRTOS给出了M2M终端实现PPP协商以及数据封装传输的软件设计方案。

基于状态机设计GPRS连接任务

　　由于网络和信号较弱等原因，可能导致节点与GPRS网络连接的失败，采用基于状态机的结构设计方法对各个阶段产生的错误进行处理，能保障模块与GPRS网络建立可靠连接。程序状态机如图2所示。

　　闲待命态：此时MC35i处在离线关闭状态，节点处在低功耗模式下，系统复位后处于此状态。

　　GPRS参数设置态：处理器控制启动MC35i模块后进入此状态，通过发送AT命令对模块及必要的网络参数进行设置，为使各个参数均设置成功，软件设计中增加了容错重试机制。

　 　PPP协商态：GPRS参数设置完成后，通过发送AT*99***1#CR>命令开始MC35i模块与GPRS网络ISP(网络服务提供 商)的PPP协商软件设计中采用LCPHandler()函数完成LCP协商，PAPHandler()完成认证，由IPCPHandler()完成 IPCP协商，如果最后获得ISP和本节点的IP地址，则进入PPPOVER态，此后就能进行数据的传输了，由于GPRS网络等原因，PPP协商有时会失 败，此时应重启MC35i模块，再按照状态机流程重新连接。

　　UDP数据传输态：当程序采用UDP方式进行数据传输时，程序进入此状态，通过xDataTrsmtTask()任务进行数据的UDP／IP封装和解析。

　　TCP数据传输态：当节点调用uip_cionnect()函数与监控中心建立连接后，程序进入TCP数据传输态，进行基于TCP的数据传输。

数据的封装和传输

　 　通过GPRS进行数据的传输需要经过Internet网络进行中转，因而传输的数据封装必须进行TCP／IP协议。文中利用软件进行了数据封装，需要传 输的数据经过传输层UDP协议头封装，然后是IP协议头的封装，最后进行PPP协议的封装。经过封装传输到MC35i的数据格式如表1所示。

　　MC35i将接收到的数据透明地传输到Internet网络中。通过Internet网络路由器中转，最终将数据传输到监控中心。接收端对接收到的数据按照相应的层次进行解析，从而确定数据的目标程序。