Intemet与GSM的双网远程监控系统设计

2 系统的软件设计
2．1 系统的嵌入式软件结构
整个系统软件结构从下到上大体可分为3个层次，如图3所示：底层的Bootloder、嵌入式Linux内核以及系统应用程序。

Bootloader移植的是广泛支持PowerPC、MIPS、X86、ARM、XScale等诸多常用系列处理器的u-boot。
嵌入式Linux操作系统的内核源代码开放且精简、速度快、可靠性高、功能强大，可以根据需要对内核进行定制。嵌入式Linux内核是整个软件系统的主体，它不仅为应用程序提供真正的多任务运行环境，还提供强大的硬件驱动、网络和文件系统支持。本系统采用2．6．22版本的嵌入式Linux内核和 Yaffs根文件系统。Web服务器选用的是适合嵌入式系统的Boa，为了功能的扩展和大数据量的传输的存储，移植了适合嵌入式系统的数据库 sqlite。
另外，嵌入式Linux具有一套完整的免费交叉编译环境，利用S3C2410能实现低成本的设计并开发出满足自己需要的嵌入式系统。该系统的开发主要是采用NFS网络文件系统的交叉开发模式。用NFS方式建立宿主机和开发板的通信，在开发调试阶段利用NFS服务，在内核启动过程挂接NFS网络文件系统，这样不用频繁地写入Flash，缩短开发周期。通过Minicom设置，监视串口工作状态，接收显示串口收到的信息。
2．2 软件的开发
软件开发包括以下5个方面：相关驱动的开发，串口数据通信程序的开发，静态页面的开发，CGI程序的开发，无线GSM网络监控收发短信息程序的开发。
嵌入式Linux设备文件主要分为字符设备、块设备和网络设备3种类型。根据课题需要主要针对DM9000网卡驱动和Nand Flash的驱动进行改写，以及对LED字符设备的驱动开发。然后将其编译进内核，实现相应设备的驱动。
在嵌入式Linux系统中访问串口设备要把串口看作是一个设备文件，用户可以使用文件操作函数实现对串口的基本操作：如用open()函数打开串口，用 read()、write()来读／写串口，操作完成后用close()关闭串口等。对串口的设置包括波特率设置、奇偶校验位、停止位和模式设置。对串口的设置主要是设置struct termios()结构中各成员的值。在读串口程序中使用select函数实现多路复用式串口读写。串口0和串口1分别与GPRS模块和气象仪连接。
用html语言对静态页面的开发，在主界面中采用ht-ml的框架技术，具有以下优点：页面结构清晰；功能列表放在左边，系统功能一目了然；便于页面跳转；安全性高，不管提交的表单数的方式是GET方式还是POST方式，在IE地址栏都不会显示出相关信息，保证了数据传递的安全性。
该远程监控系统采用浏览器／服务器(B／S)通信模式，利用动态网页技术CGI，使得监控端能直观地对现场进行集中监控。一般来讲，CGI程序可以分为3 个部分：解码部分，即对从客户端获取的诸多环境变量进行分析，得到支持CGI程序运行的必要信息，解码属于CGI编程范畴；功能部分，即利用得到的信息完成CGI程序所要实现的功能；输出部分，即将运行的结果返回服务器，最终返回给客户端。
无线GSM网络监控收发短信息的开发，对GSM模块短信息格式的设定、传送回报的打开，以及短消息的读取和删除等是通过AT指令完成的。AT指令都是以 AT开始，CR>结束，而AT指令回应的开始与结束都是以CR>结束。这是串口编程接收数据与发送数据标志。如果AT命令的语法有错误，GSM就返回ER-ROR。用手机实现远程监控的GSM程序流程如图4所示。