基于ARM和GPRS的远程监测终端设计

　　随着现代生产科技水平的发展，对监测技术的要求越来越高，形式趋于多样化。在无人值守的变电站、水文站、气象站等野外监测或是在交通运输等行业中，因分布比较分散、环境恶劣，地点不固定，不便于用传统方法实现集中控制和实时监测并且有线网络的架设受到种种限制。在这些场合采用基于GPRS的无线网络通信技术，具有无可比拟的优势。将嵌入式应用系统与无线通信技术结合在一起是未来嵌入式应用的必然趋势。GPRS(General Packet Radio Service)，即通用无线分组业务。

　　GPRS技术应用于远程数据传输系统，具有以下几个特点：1)永远在线，接入速度快。分组交换接入时间少于1秒，可使远程数据传输的效率大大提高：2)采用数据流量的计费方式，大大降低了用户的使用费用;3)GPRS网络覆盖范围广，且支持TCP/IP协议，从而可实现与Intern et的无缝连接。

　　1 终端的整体结构设计

　　终端要完成3个任务，数据采集、数据处理和数据的无线传输。数据采集部分采用模块化设计思想将采集模块分为模拟量采集模块，数字量采集模块，开关量采集模块等，每个模块独立的实现对特定采集信号的整流、调理、隔离等处理再转换为数字量，各模块采用统一的结构，选用相同的单片机处理器。各模块采集的数据通过统一的SPI(serialperipleral interface)总线传输给ARM处理器。这样的结构使终端使用更灵活，应用范围更广泛。数据处理部分采用ARM处理器对所采集的数据的类型、长度、有效范围等进行处理，并通过液晶屏加触摸屏完成人机交互功能。然后将处理好的数据通过GPRS无线网络传输给上位机。终端的整体结构图如图1所示。

　　2 终端硬件设计

　　终端硬件主要由3部分组成。一是作为主处理器的ARM9处理器及其外围电路包括电源电路、复位电路、外扩存储器电路及用于人机互动的液晶屏、触摸屏连接电路等。二是各个模块的数据采集电路的设计，这里主要设计的是模拟量采集模块，以及各个数据采集模块与主处理器之间SPI连接方式。三是GPRS模块外围电路以及与主处理器的连接。端硬件设计示意图如图2所示。

　　2.1 终端主处理器

　　主处理器是系统的核心，要完成数据处理，存储，传输，人机界面显示等功能。结合工业现场的需求终端处理器采用以ARM9为内核的三星S3C2440处理器，它是一款基于ARM920T内核的16/32位RSIC结构的嵌入式微处理器，主频400 MHz，最高可达533 MHz，具有2片外接32 M的板载SDRAM，片内外资源丰富，扩展性强。系统存储扩展了2 MB的NorFlash用于存放bootloader系统引导程序，和64 MB的NandFlash。系统的人机交互平台采用一个7寸液晶显示频和一个触摸屏来完成。