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基于GPRS和SVG的戰(zhàn)場信息終端通信設計
單片機與嵌入式系統(tǒng)
閆沖沖,,郝永生 軍械工程學院
摘要: 摘要:針對以往各戰(zhàn)場信息終端之闖通過超短波電臺實現(xiàn)無線通信,,以此來共享戰(zhàn)場態(tài)勢信息的繁瑣途徑,在此提出并設計一種基于GPRS網(wǎng)絡傳輸戰(zhàn)場態(tài)勢圖的方式來共享戰(zhàn)場態(tài)勢信息,。在此基礎上,,采用基于SVG規(guī)范的XML文檔
Abstract:
Key words :

摘要:針對以往各戰(zhàn)場信息終端之闖通過超短波電臺實現(xiàn)無線通信,,以此來共享戰(zhàn)場態(tài)勢信息的繁瑣途徑,在此提出并設計一種基于GPRS網(wǎng)絡傳輸戰(zhàn)場態(tài)勢圖的方式來共享戰(zhàn)場態(tài)勢信息,。在此基礎上,,采用基于SVG規(guī)范的XML文檔來記錄戰(zhàn)場態(tài)勢信息,以便于網(wǎng)絡傳輸,,這種方法使得戰(zhàn)場態(tài)勢信息的表達直觀全面,,而且大大縮短了戰(zhàn)場信息共享的時間,提高了作戰(zhàn)效率,。
關鍵詞:GPRS,;μC/OS-Ⅱ;SVG,;戰(zhàn)場態(tài)勢

0 引言
    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,,本文設計了基于GPRS的終端通信模塊,,在戰(zhàn)術標圖中采用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,,實現(xiàn)XML文檔的網(wǎng)絡傳輸,從而實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢信息的共享,系統(tǒng)總體設計如圖1所示,。

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1 硬件設計
    (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備而設計的芯片,,它采用ARM920 T內(nèi)核,、新型AMBA總線架構,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的空間預留給了微處理器內(nèi)部的寄存器和其他設備,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?br />     (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 軟件設計
    軟件設計采用的方案為: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,,堆棧結構的設計,任務切換時的狀態(tài)保存與恢復等,。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)設置OS_CPU.H中與處理器和編譯器相關的代碼,;
    (2)在OS_CPU_C.C中編寫6個與操作系統(tǒng)相關的函數(shù);
    (3)在OS_CPU_A.ASM文件中編寫4個處理器相關函數(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指令預先設置PDP場景和服務質(zhì)量QoS的參數(shù)值,,撥打GPRS網(wǎng)絡特定號碼,,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,。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)絡傳輸模塊進行態(tài)勢圖的網(wǎng)絡傳輸,,在調(diào)用網(wǎng)絡傳輸模塊的同時,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)絡傳輸和共享,。
2.4 網(wǎng)絡傳輸模塊
    網(wǎng)絡傳輸階段通過與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)絡傳輸及共享,。

3 結語
    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。

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