基于CAN总线的嵌入式设备状态监测平台设计

2.4 μC/OS嵌入式操作系统

首先，已经将板级支持包编写完毕，而嵌入式系统首先是单板运行，其次是将底层软件用任务的方式重新编写。在单板运行嵌入式系统就是移植的过程，主要有：

①定义常量的值，声明数据类型、堆栈参数;

②编写堆栈初始化参数;

③编写任务切换的函数，还有在中断函数中提供时钟中断，即给操作系统时钟使用。

移植完成之后，进行任务的编写。分配给7个任务不同的优先级、堆栈资源和运行方式。其中，App_TaskStart是全部任务的起始点，优先级最高，由这个任务来建立其他任务，并且启动统计任务。App_TaskCreate建立了其他所有的任务。AppTaskUSerIF任务实现用户界面，Task_CAN任务实现CAN报文接收，Task_FatFileWR任务实现FatFs文件读写，AppTaskKbd任务实现触摸驱动，Clock_Update任务实现秒更新。

任务的周期性启动在建立任务时确定，例如AppTaskUserIF任务始终在运行，采用WM_Exec函数做界面更新。AppTaskKbd是10 ms周期读取触摸坐标，实现绘制鼠标箭头和触控功能。

信号量是在所有任务建立之前建立。CAN_MBOX是采用OSMboxCreate建立的邮箱信号量，能够传送CAN接收中断的消息以启动CAN任务，FLAGRECORD是OSFlagCreate建立的多值信号量，能置位4位，启动文件读写任务。ClocK_SEM是OSSemCreate建立的二值信号量，专门用于秒更新中断的信号量。

CAN_MBOX=OSMboxCreate((void*)0);

//建立CAN接收任务的消息邮箱

FLAGRECORD=OSFlagCreate(0，err);

//建立记录文件的开关量

Clock_SEM=OSSemCreate(1);

//建立秒更新中断的信号量

在运行μC/OS之后，还可以在os_cfg.h函数中关闭OS不需要的功能模块，以达到裁减系统、节约内存空间的目的。

2.5 μC/GUI显示界面

需要先移植，再设计界面。移植过程可以参考其他文献。设计界面分成两步：第一步是写软件框架，第二步是设计具体界面。每一个对话框都是用创建函数建立，创建函数会调用事先定义的资源，包括控件的形式、位置、大小、初始化值等，对话框还指定了相应的回调函数，通过回调函数操作对话框的行为，完成初始化、绘制、按钮响应等。代码如下：

值得注意的是，建立对话框有两种函数，即阻塞型和非阻塞型。采用非阻塞型的对话框才能在多对话框的操作中实现同步更新。不然，当前对话框使能就会阻塞显示其他对话框。

GUI_CreateDialogBox(); //非阻塞型

GUI_ExecDialogBox(); //阻塞型

界面设计的细化绘制工作集中在：①初始化时，控件资源决定了界面的布置和美观;②在回调函数中，按钮响应函数决定了对话框完成任务的流程。图8所示是主节点运行界面的主对话框。

2.6 适配从节点

按照主节点的界面和状态机，修改程序以适配从节点监控设备运行状态的任务需求。目前设计了3种从节点：一是采集温度和湿度;二是采集压力;三是标准数据采集及传输。从节点的程序结构和主节点是一致的，需要修改的地方有：

①CAN总线通信协议采用的是从节点的应答指令和状态机;

②显示界面的资源与布置需修改。对不需要的任务做屏蔽，节省资源和空间。

图9所示为第三个从节点的界面。

3 系统应用

通过总线方式将一个主节点和三个从节点连接。主节点选择500 kbps的波特率，收到从节点发来的状态确认良好的消息，主节点的当前状态显示块从黄色变成绿色。从节点1和节点2选择数据发送间隔，按下传输按钮，将温度、湿度及压力数值传送给主节点显示。

采样测试中，在需要采集的时刻单击主节点按钮，从节点开始采样，进度条运行。点击“Transfer”按钮后，从节点和主节点的传输进度条走动一致，完成传输后又恢复

了初值。说明正常完成数据采集、传输的过程，发送的数据被完整接收。

接收完数据，主节点通过USB线连接电脑，就显示为一个U盘，其中txt文件是接收的采样数据，文件名为记录的实时日期和时间。

结语

本文设计的基于总线的嵌入式设备状态监控平台具有主、从节点的分层次结构。总线结构可靠性高，使用数量多。从节点多种模式能够适应丰富的设备健康状态监控，且每个节点的界面具有交互性。嵌入式系统提供了很好的平台，便于拓展任务，本监控平台具有很强的实用价值。