基于嵌入式linux 的移动终端的软件设计

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1、基于嵌入式Linux的移动终端的软件设计　　引言　　实时操作系统（RTOS）是嵌入式应用软件的基础和开发平台，应用程序都是建立在它之上。实时嵌入式操作系统的种类繁多，大体上可分为两种：商用型和免费型。商用型的实时操作系统功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，但价格昂贵。免费型的实时操作系统在价格方面具有优势，目前主要有Linux、μC/OS等。　　与其它嵌入式操作系统相比，嵌入式Linux具有开放源代码、高可靠性以及强大的网络功能等优势，因此选用了嵌入式Linux系统作为移动终端的软件平台。　　2　

2、　车辆监控系统概述　　车辆监控系统是融全球定位技术（GPS）、地理信息技术（GIS）和通用分组无线业务（GPRS）于一体的高科技系统，由移动终端、GPRS网络和监控中心组成[1]。移动终端安装在各个移动车辆上，其上的GPS接收器实时采集卫星定位信息，然后通过串口1传送给ARM处理器。ARM处理器先解算出有用的数据（经纬度、速度、状态等），然后按照TCP/UDP协议的格式封装成TCP/UDP数据包，接着加上IP报头和报尾封装成IP数据报。由于ARM处理器与GPRS通信模块之间的通信遵循PPP（PointtoPoi

3、ntProtocol，点对点协议），因而，需要将IP数据报按照PPP帧的帧格式封装成PPP帧，然后传递给接在串口2上的GPRS通信模块。GPRS通信模块通过无线链路将数据进一步发送到SGSN（ServingGPRSSupportNode，GPRS业务支持节点）。SGSN进行相应的协议转换，并按照GPRS特有的GTP（GPRSTunnelProtocol，GPRS隧道协议）将数据封装成GTP包，然后通过GPRS骨干网传送到相应的GGSN（GateEA-0183，它规定了GPS数据的输出速率为4,800波特，其输出

4、都是ASCII字符，工作模式为8-N-1。通信协议NMEA-0183中包含的语句有GPGGA、GPGLL、GPGSA、GPGSV、GPRMC、GPVTG等，要想知道车辆的位置信息，至少要提取出GPGGA、GPGLL、GPRMC中的一种。NMEA-0183协议报文的语句格式如图3所示。123下一页——感谢阅读这篇文章，..，　　图3　　　NMEA0183的报文格式　　其中，$为串头，表示串的开始；AA为识别符；XXX为语句名；dddddd为数据字段，字母或数字；*表示串尾；hh表示$与*之间所有字符代码的校验和；

5、<CR>为回车控制符；<LF>为换行控制符。　　在车辆监控系统中，主要关心的是时间、车辆的位置和速度等信息。因此，在移动终端上，GPS数据处理程序的主要功能是从GPS接收器接收到的数据中提取出GPRMC定位语句，忽略掉其他信息[3]。此后，移动终端上的GPRS通信程序负责将相关的数据发送给监控中心。　　3.4　　GPRS通信程序　　3.4.1拨号到GPRS网络的基本原理　　移动终端要想通过GPRS通信模块访问Inter，首先得附着在GPRS网络上，然后发起PDP（PacketDataPr

6、otocol，分组数据协议）上下文激活过程[4]，如图4所示。只有通过此过程，GPRS通信模块才能与GGSN建立一条逻辑通路，从而访问Inter。　　图4　　　PDP上下文激活过程示意图　　3.4.2移动终端上拨号程序的实现　　在嵌入式Linux系统平台下，移动终端利用pppd（包含chat）拨号到GPRS网络。pppd是一个用户空间的后台服务进程（daemon），而chat是pppd所带一个辅助工具，用来与GPRS通信模块建立会话。在PDP上下文激活过程中，chat完成了第①步，而pppd完成了第②、③、④、

7、⑩步。pppd拨号程序的层次结构如图5所示。　　图5pppd拨号程序的层次结构　　其中，N_PPP层就是PPP协议层。PPP协议模块不仅提供简单的数据链路层功能，它还提供诸如鉴权（如PAP/CHAP），数据压缩/解压（如CCP）和数据加密/解密（如ECP）等扩展功能。由于GPRS通信程序要求透明化地使用这些扩展功能，而PPP协议模块本身无法对各种策略进行选择，于是pppd应运而生。PPP协议模块中策略性的内容都移到了pppd中，由pppd完成对鉴权、压缩/解压和加密/解密等扩展功能的选用。　　在运行pppd的时

8、候，pppd首先读取配置文件中的配置信息，其中包含了设置PPP协议模块的参数、GPRS通信模块连接的端口（/dev/ttyS1）以及对chat进行调用的语句，等等。随后pppd调用chat，chat也会读取相应的配置文件（其中包含一些应答语句对和AT命令），然后使用默认的行规程N_TTY向GPRS通信模块发送AT命令，接着chat将控制权返还给pppd。pppd将行规程切换为N_PPP