基于GPRS和SVG的戰(zhàn)場信息終端通信設(shè)計 - 全文
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信息終端之間的戰(zhàn)場態(tài)勢信息傳遞,通常情況下采用無線電臺來實現(xiàn),無線電臺與各終端系統(tǒng)之間采用串行通信模式。該方式多了無線電臺這個中間媒介,過程繁瑣且安全性不高,如果各信息終端之間可以直接實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢信息共享,不僅簡化了信息傳輸過程,增強了安全性,而且提高了戰(zhàn)場效率,本文設(shè)計了基于GPRS的終端通信模塊,在戰(zhàn)術(shù)標圖中采用SVG對軍標符號進行表示,以XML文檔對完成的戰(zhàn)場態(tài)勢圖進行解析表述,而后利用GPRS模塊連接Internet網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)XML文檔的網(wǎng)絡(luò)傳輸,從而實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢信息的共享,系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示。
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1 硬件設(shè)計
(1)微控制器選擇。該終端的微控制器采用三星公司的S3C2440 32 b RISC處理器。這是一款專為手持設(shè)備而設(shè)計的芯片,它采用ARM920 T內(nèi)核、新型AMBA總線架構(gòu),是一款高性能、高集成度、低功耗的芯片。S3C2440主頻400 MHz,理論尋址空間為4 GB,但其中有3 GB的空間預(yù)留給了微處理器內(nèi)部的寄存器和其他設(shè)備,所以外部尋址空間為1GB。
(2)液晶顯示電路。S3C2440含有內(nèi)置的LCD控制器,它可以將顯示在LCD上的數(shù)據(jù)從系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過邏輯單元傳送到外部的LCD驅(qū)動器中,它可以支持不同分辨率的顯示,同時支持STN—LCD和TFT—LCD,在該系統(tǒng)中選用的是由Sharp公司生產(chǎn)的TFT—LCD器件LQ080V3DG0 1,該器件的分辨率為640×480。系統(tǒng)配置觸摸屏,操作方便。
(3)GPRS模塊。GPRS模塊采用的是德國西門子MC39iGSM/GPRS終端,它設(shè)計小巧、功耗很低,具有RS 232接口,可通過串口與S3C2440A相連,此外,它的配件有天線,電源,支持短信收發(fā)、語音、傳真、GPRS上網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>
(4)存儲器模塊:在該系統(tǒng)中,選擇16 Mb(1M×16b)的AM29LV160D NOR FLASH芯片作為程序存儲器存放引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)和用戶程序;128 Mb(16M×8b)的K9F2808UOC NAND FLASH芯片作為文件存儲器,存放數(shù)據(jù)文件;64 Mb(4 Banks×1MX 16 b)HY57V561620 SDRAM芯片作為數(shù)據(jù)交換存儲器。由于終端涉及到對圖形信息的編輯,牽扯到大量的軍標、文字等地圖元素,因而擴展了2 GB的SD卡存儲器。
2 軟件設(shè)計
軟件設(shè)計采用的方案為:引入可移植性、可裁剪性較好的μC/OS-Ⅱ作為操作系統(tǒng),在嵌入式系統(tǒng)上首先安裝并運行操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,然后運行TCP/IP協(xié)議棧,從而實現(xiàn)嵌入式TCP/IP,使基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統(tǒng)終端能夠在網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)傳輸。整個系統(tǒng)的軟件流程圖如圖2所示。
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2.1 μC/OS-Ⅱ的移植
μC/OS-Ⅱ的移植過程需要解決的主要問題有:數(shù)據(jù)類型的重定義,堆棧結(jié)構(gòu)的設(shè)計,任務(wù)切換時的狀態(tài)保存與恢復(fù)等。S3C2440A處理器完全滿足μC/OS-Ⅱ的移植要求,需要完成的工作非常簡單,修改三個和處理器相關(guān)的文件即可。這3個文件是:OS_CPU.H,OS_CPU_C.C,OS_CPU_A.ASM。具體過程如下:
(1)設(shè)置OS_CPU.H中與處理器和編譯器相關(guān)的代碼;
(2)在OS_CPU_C.C中編寫6個與操作系統(tǒng)相關(guān)的函數(shù);
(3)在OS_CPU_A.ASM文件中編寫4個處理器相關(guān)函數(shù);
完成以上工作之后,嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ就可以工作。
2.2 GPRS通信模塊設(shè)計
微處理器S3C2440通過執(zhí)行AT命令,由串口向GPRS模塊發(fā)送控制命令,已完成網(wǎng)絡(luò)接入。首先對GPRS模塊進行初始化,其中包括對串口、時鐘和終端的初始化;然后利用AT指令預(yù)先設(shè)置PDP場景和服務(wù)質(zhì)量QoS的參數(shù)值,撥打GPRS網(wǎng)絡(luò)特定號碼,從而開始PPP鏈路協(xié)商;完成協(xié)商后即在終端和GPRS網(wǎng)絡(luò)之間創(chuàng)建了PPP鏈路;最后進行TCP連接,連接成功之后,終端以GPRS方式接入Internet,流程圖如圖3所示。
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2.3 戰(zhàn)術(shù)標圖及XML文檔的生成
SVG(Scalable Vector Graphics)是一種將圖形信息用XML文本描述的技術(shù)。它作為XML的一個描述矢量圖形的子集的出現(xiàn),主要針對戰(zhàn)場態(tài)勢圖在網(wǎng)絡(luò)傳輸中采用點陣位圖的方式難擴展、難修改的缺陷提出的。本文采用SVG規(guī)范對軍標符號進行表示。流程圖如圖4所示,標圖員通過地圖調(diào)用函數(shù)調(diào)用所需電子地圖,觸發(fā)主程序模塊,連接到軍標地圖庫和編輯模塊,讀取并顯示所需地圖,此時標圖員利用虛擬視圖完成對態(tài)勢圖的文字以及符號的標繪,當標圖員完成態(tài)勢圖的標繪后,調(diào)用代碼分析模塊,得到基于SVG代碼的態(tài)勢圖XML文檔。此時,生成的XML文檔通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊進行態(tài)勢圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸,在調(diào)用網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的同時,主程序模塊也調(diào)用了XML全文庫模塊,將態(tài)勢圖XML文檔存儲到了XML全文庫中,以方便重復(fù)發(fā)送和二次修改。
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而在接收端,在接收到戰(zhàn)場態(tài)勢圖后,主程序模塊調(diào)用代碼解析模塊實現(xiàn)XML文檔的態(tài)勢圖圖形再現(xiàn),再調(diào)用存儲函數(shù)將態(tài)勢圖XML文檔存儲到接收端的XML全文庫中。這樣就實現(xiàn)了戰(zhàn)場態(tài)勢圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享。
2.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊
網(wǎng)絡(luò)傳輸階段通過與TCP協(xié)議綁定的SOAP協(xié)議來傳輸態(tài)勢圖的XML文檔,SOAP協(xié)議采用HTTP作為底層通信協(xié)議,RPC作為一致性的調(diào)用途徑,XML作為數(shù)據(jù)傳送格式,允許通過Internet進行通信交互,從而實現(xiàn)態(tài)勢圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸及共享。
3 結(jié)語
本文提出了一種共享戰(zhàn)場態(tài)勢信息的新方法,充分利用了日益成熟的GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet,在實現(xiàn)無線上網(wǎng)的同時,采用SVG表述軍標圖形,實現(xiàn)基于XML文檔的戰(zhàn)場態(tài)勢圖的網(wǎng)絡(luò)傳輸,相對于傳統(tǒng)的通過無線電臺傳輸戰(zhàn)場信息的方式來說,直觀高效,對于提高戰(zhàn)場信息終端的實時傳輸能力具有一定的參考價值。
- 第 1 頁:基于GPRS和SVG的戰(zhàn)場信息終端通信設(shè)計
- 第 2 頁:μC/OS-Ⅱ的移植
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( 發(fā)表人:葉子 )