基于ARM9的無線電臺網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

3.3 網(wǎng)絡(luò)芯片接口電路

S3C2410內(nèi)嵌一個(gè)以太網(wǎng)控制器，可以在半雙工或全雙工模式下提供10M/100Mbps的以太網(wǎng)接入，支持媒體獨(dú)立接口MII(Media Independent Interface) 和帶緩沖DMA接口。由于S3C2410內(nèi)部并未提供物理層接口，所以我們需要外接一塊物理層芯片以提供以太網(wǎng)的接入通道。而常用的單口10M/100Mbps高速以太網(wǎng)接口器件均提供MII接口和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口，所以可以方便地與ARM連接。

在無線電臺網(wǎng)絡(luò)控制器終端，我們采用cs8900作為以太網(wǎng)物理層接口。它的基本工作原理如下：在收到主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)報(bào)后，偵聽網(wǎng)絡(luò)線路是否忙。如果線路忙，它就等到線路空閑為止，否則，立即發(fā)送該數(shù)據(jù)幀。在發(fā)送過程中，首先添加以太網(wǎng)幀頭，然后生成CRC校驗(yàn)碼，最后將此數(shù)據(jù)幀發(fā)送到以太網(wǎng)上。在接受過程中，它將從以太網(wǎng)收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過解碼、去幀頭和地址檢驗(yàn)等步驟，然后保存在片內(nèi)。在通過CRC校驗(yàn)后，它會根據(jù)初始化配置情況，通知cs8900收到了數(shù)據(jù)幀，最后，用某種傳輸模式傳到ARM的存儲區(qū)中[5]。

cs8900有三種工作模式：I/O模式、存儲器模式和直接存儲器存儲模式，系統(tǒng)默認(rèn)為I/O模式，可通過程序使其工作于其它模式。cs8900的各個(gè)工作模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用的是它的I/O模式。
網(wǎng)卡芯片不能單獨(dú)工作，還必須有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器在RJ-45接口和網(wǎng)絡(luò)芯片中間進(jìn)行電平交換。另外網(wǎng)卡芯片有兩個(gè)LED指示是用于指示接收和發(fā)送狀態(tài)的，如果網(wǎng)絡(luò)連接正常并且正常收發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，LED會閃爍。

4、軟件設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，主要包括無線電臺網(wǎng)絡(luò)控制器終端應(yīng)用程序設(shè)計(jì)及服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)[6]。

4.1 無線電臺網(wǎng)絡(luò)控制器終端應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

無線電臺網(wǎng)絡(luò)控制器終端應(yīng)用軟件整體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)圖顯示了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要由四個(gè)模塊組成，分別是語音及串口數(shù)據(jù)處理模塊、工作參數(shù)設(shè)置及讀取模塊、出廠值還原模塊、服務(wù)器中轉(zhuǎn)及管理模塊。其中前三個(gè)模塊運(yùn)行于嵌入式開發(fā)板，最后一個(gè)模塊運(yùn)行于windows 平臺。四個(gè)模塊中，語音及串口數(shù)據(jù)處理模塊是功能相對復(fù)雜的模塊，劃分為兩個(gè)相對獨(dú)立的模塊：語音數(shù)據(jù)處理模塊和串口數(shù)據(jù)處理模塊，其中語音數(shù)據(jù)處理模塊又由3個(gè)子模塊構(gòu)成，分別是讀鍵值、讀網(wǎng)絡(luò)命令和語音數(shù)據(jù)流處理。工作參數(shù)的設(shè)置主要是對寫配置文件和讀配置文件的設(shè)置。

4.2 服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)

服務(wù)器監(jiān)控及控制模塊的程序設(shè)計(jì)中，我們主要使用兩個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器1每隔2秒產(chǎn)生一個(gè)超時(shí)事件，服務(wù)器每隔2秒向集群發(fā)送一次查詢數(shù)據(jù)包，控制器收到查詢數(shù)據(jù)包后，會產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答包，這個(gè)應(yīng)答包中的信息反映了控制器當(dāng)前的狀態(tài)。

5、系統(tǒng)運(yùn)行截面圖

系統(tǒng)的調(diào)試過程中，我們用了2個(gè)無線電臺及服務(wù)器進(jìn)行測試。服務(wù)器運(yùn)行界面截圖如圖3所示。我們設(shè)置2個(gè)無線電臺網(wǎng)絡(luò)控制器終端的IP地址分別是192.168.0.8和192.168.0.18。按下對講機(jī)的PPT按鍵時(shí)，指示燈由綠燈變成藍(lán)燈，表明服務(wù)器進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如果想隔離某個(gè)控制器，不讓其接受或轉(zhuǎn)發(fā)信號，則在遠(yuǎn)程控制的框中，輸入對應(yīng)的IP地址，然后選擇關(guān)閉，則可以對其進(jìn)行隔離，

圖4 遠(yuǎn)程串口成功控制kiss modem軟件截圖

與其相對應(yīng)的指示燈呈紅色。若想關(guān)閉或打開所有的控制器，則按遠(yuǎn)程控制框中相應(yīng)的按鈕即可實(shí)現(xiàn)。

kiss modem軟件是摩托羅拉電臺的專用管理軟件，該軟件通過串口與電臺通信，通過讀取電臺的數(shù)據(jù)就可以知道電臺當(dāng)前的工作狀態(tài)然后通過窗口顯示相關(guān)信息。我們通過遠(yuǎn)程串口對電臺下達(dá)指令，kiss modem會對指令做出響應(yīng)，如圖4所示。當(dāng)我們把對講機(jī)的信道切換按鈕撥到1時(shí)，對講機(jī)發(fā)出一個(gè)信號給電臺，電臺通過串口把信號傳輸給控制器，kiss modem軟件把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)出去，另一個(gè)控制器經(jīng)過網(wǎng)口轉(zhuǎn)串口的數(shù)據(jù)傳輸，從而電臺ID會顯示1001，以此類推，目前最多可以設(shè)置14個(gè)電臺6 結(jié)束語。
實(shí)踐證明，本文所設(shè)計(jì)的電臺網(wǎng)絡(luò)控制器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本的功能，調(diào)試結(jié)果證明硬件設(shè)計(jì)方案完全滿足產(chǎn)品的功能需求，軟件設(shè)計(jì)采用功能優(yōu)異的嵌入式Linux操作系統(tǒng)方便了今后軟件的升級。整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)低廉、運(yùn)行可靠、易于施工和維護(hù)，在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中有較大的推廣價(jià)值。