現(xiàn)代電梯智能化服務(wù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計

耿夫利　王艷艷　崔琰

摘 要 電梯已成為城市現(xiàn)代生活的重要部分，電梯管理也急需加大科學化、智能化建設(shè)。本設(shè)計系統(tǒng)提出的方案主要使用使用Linux操作系統(tǒng)。在軟件設(shè)計這部分包括數(shù)據(jù)采集軟件功能的設(shè)計、無線通信軟件部分的設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與上傳軟件功能的設(shè)計。

關(guān)鍵詞 電梯 智能化 Linux 數(shù)據(jù)采集

中圖分類號：C913 文獻標識碼：A

智能化服務(wù)系統(tǒng)是硬件與軟件的結(jié)合體，軟件是基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的。在軟件設(shè)計這部分包括數(shù)據(jù)采集軟件功能的設(shè)計、無線通信軟件部分的設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與上傳軟件功能的設(shè)計。Linux上的涉及3G網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、分析軟件與打包發(fā)送軟件，基本流程是應(yīng)用程序打開485接口，從485接口接收到數(shù)據(jù)包，然后解析判斷，并重新打包，通過TCP協(xié)議，經(jīng)由3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器上的一整套的應(yīng)用程序。

1數(shù)據(jù)采集軟件功能的實現(xiàn)

嵌入式Linux中需要編寫一個應(yīng)用程序，用于從板子的硬件接口獲得采集數(shù)據(jù)，本課題研究中，具體采用RS485接口采集數(shù)據(jù)?；魻杺鞲衅鞑杉碾娞葸\行數(shù)據(jù)可以通過RS485接口輸出，那么嵌入式Linux系統(tǒng)板即可使用板子上的485接口與電梯數(shù)據(jù)采集單元相連。

系統(tǒng)進入RS485通信子程序后，先檢測是否接收到字符到MAX，沒有則繼續(xù)檢測，接收到的話則填充IP地址并發(fā)送字符，然后清空接收器，延時一段時間后接收數(shù)據(jù)，接著繼續(xù)發(fā)送電梯查詢命令，延時后檢查發(fā)送的字符串。比如485通信的波特率為9600，8位，停止位1。

2 3G通信軟件部分的設(shè)計

3G功能主要包括嵌入式arm硬件板（支持USB Host接口）、3G通信模塊及軟件部分（AT指令、撥號腳本）。3G通信模塊不管是哪家生產(chǎn)的，與嵌入式arm硬件板之間的通信接口基本均是USB接口，當3G模塊上電之后，arm硬件板中的Linux操作系統(tǒng)會通過USB驅(qū)動檢測到3G模塊的USB信號，在Linux系統(tǒng)中是一個USB設(shè)備，然后系統(tǒng)再經(jīng)過軟件將3G模塊轉(zhuǎn)換成三個UART接口，這三個UART接口分別被系統(tǒng)用于AT接口命令的發(fā)送與接收、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收、備用。所以軟件部分主要包括USB驅(qū)動、AT指令、撥號腳本。

本設(shè)計采用華為EM770W UMTS M2M模塊。

2.1 USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動

USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動是嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動中較為重要的一部分，目的是讓Linux系統(tǒng)識別到USB設(shè)備，并通過驅(qū)動實現(xiàn)對設(shè)備的操作，以及向應(yīng)用程序提供操作函數(shù)接口。針對Linux版本的不同，3G模塊的驅(qū)動在更改上就不同，低版本如2.6，需要手動在相應(yīng)的USB驅(qū)動文件中增加E1750 WCDMA模塊的廠家ID與設(shè)備ID，并使用usb_modeswith軟件包將USB設(shè)備轉(zhuǎn)換成UART設(shè)備。對于高版本的Linux內(nèi)核，則不需增加ID與使用usb_modeswith軟件包，本身高版本的Linux內(nèi)核就已經(jīng)包含了華為模塊的驅(qū)動已經(jīng)自動轉(zhuǎn)換成UART設(shè)備的功能。

2.2 AT指令

嵌入式Linux與3G模塊之間的命令交換采用AT指令，即Linux系統(tǒng)通過串口將需要完成的命令通過AT指令發(fā)給3G模塊。詳細的說明，請查看3G模塊生產(chǎn)廠家的模塊AT Command Datasheet。

2.3移植pppd與chat命令

pppd和chat是在向移動運營商撥號時需要使用的撥號命令，這兩個命令均包含在ppp開源包中，可以自行交叉編譯ppp包，移植到嵌入式Linux系統(tǒng)中。撥號所用到的是pppd和ppp-2.4.4/chat下chat可執(zhí)行程序，將這兩個應(yīng)用程序拷貝到/usr/sbin目錄下，屬性改為可執(zhí)行文件。成功移植完成后，在/usr/sbin/下會有pppd和chat命令出現(xiàn)，另外，在/etc/目錄下會有ppp的文件目錄產(chǎn)生，其中包括撥號腳本實例、pppd的配置文件、APN的配置文件等。

3數(shù)據(jù)分析與上傳功能的設(shè)計

電梯前端采集的數(shù)據(jù)的接收已經(jīng)完成，但是這些數(shù)據(jù)并不能直觀地展示給用戶，那么就需要將接收到的數(shù)據(jù)進行解析并發(fā)送到服務(wù)器，最后轉(zhuǎn)換為用戶便于理解的文字、圖形等供用戶查看。這個過程經(jīng)過兩個步驟：解析、發(fā)送。

（1）解析過程由嵌入式Linux板完成。

如果解析過程由嵌入式Linux板完成的話，那么流程即為：解析（嵌入式Linux板） →發(fā)送（到服務(wù)器）→ 顯示（服務(wù)器）；

（2）解析過程由服務(wù)器完成。

如果解析過程由服務(wù)器完成的話，那么流程即為：發(fā)送（到服務(wù)器） →解析（服務(wù)器） →顯示（服務(wù)器）。

本課題選用在嵌入式Linux中解析。

4小結(jié)

系統(tǒng)實現(xiàn)嵌入式Linux上的涉及3G網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、分析軟件與打包發(fā)送軟件，基本流程是應(yīng)用程序打開485接口，從485接口接收到數(shù)據(jù)包，然后解析判斷，并重新打包，通過TCP協(xié)議，經(jīng)由3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器上的一整套的應(yīng)用程序。

參考文獻

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