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作者孫冬梅：南京工業大學自動化與電氣工程學院博士、副教授

設計了基于STM32F107設計的數據采集器，實現多種數據（串口、CAN口）采集處理后通過 GPRS模塊無線上傳。重點編寫了CAN設備驅動；使用設備方式實現GPRS模塊串口數據的上傳下載；最后提出了使用線程過程中出現的一些問題。

一、功能分析

系統功能如圖1 所示，不算太復雜。由于下級傳感器模塊的上報的數據內容很多，導致編寫處理程序內容較多。

二、CAN驅動編寫

為了模塊化地處理傳感器的主動上報數據，CAN設備不再用以前的中斷處理，而是采用了RTT的設備框架，重新編寫了device的驅動。研究RTT里的CAN總線收發設備:

發現只有框架，沒有內容。就仿著串口寫一個candevice。研究組件使用中的串口驅動：

這是一個讀代碼的過程，弄清楚框架后，編寫類似于linux中的驅動編寫。

以上程序全部寫好后，就可以使用設備通用操作函數來操作CAN。在主程序中首先要初始化設備，再注冊設備。

三、設備方式實現串口數據處理

GPRS模塊使用實際上是串口數據的收到處理。首先創建gprswatch進程，用來監控串口接收數據。

void gprswatch(void){
  rt_thread_t thread;
  thread = rt_thread_find("gprswatch");
  if( thread != RT_NULL)
    rt_thread_delete(thread);
  /* 創建gprswatch線程*/
  thread = rt_thread_create("gprswatch",
  gprswatch_entry, RT_NULL,
  0x1000, 0x12, 200);
  
  /* 創建成功則啟動線程*/
  if( thread != RT_NULL)
  {
    rt_thread_startup(thread);
    //rt_thread_delay(RT_TICK_PER_SECOND/2);
  } }

監視GPRS串口線程中，當收到串口數據后，接收并分析，置位網絡狀態。

/* 監視GPRS串口線程入口*/void gprswatch_entry(void* parameter){
  rt_err_t result = RT_EOK;
  rt_uint32_t event;
  unsigned char gprs_rx_buffer[GPRS_RX_LEN]={0x00};
          
  while(1)
  {
      result = rt_event_recv(&rev_event, 
         REV_MASK, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, 
         RT_WAITING_FOREVER, &event);
      if (result == RT_EOK)
      {
        if (event & REV_DATA)
        {
          rt_memset(gprs_rx_buffer,0x00,sizeof(gprs_rx_buffer));
          rt_thread_delay(RT_TICK_PER_SECOND/10);
          rt_device_read(gprs_device, 0, gprs_rx_buffer, GPRS_RX_LEN);
          rt_kprintf(gprs_rx_buffer);
        
        /*監視GPRS模塊接收數據*/
          if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"MYURCCLOSE: 0"))//網絡斷
          {
            net_status = CONNECT_ERROR;
            rt_kprintf("
網絡斷。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
 ");
          }
          else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"Call Ready"))//模塊重啟
          {
            net_status = CONNECT_NULL;
            rt_kprintf("
模塊重啟。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
 ");
          }
          else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"+CPIN: NOT READY"))//卡被拔出
          {
            net_status = CONNECT_ERROR;
            rt_kprintf("
卡被拔出。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
 ");
          }
          else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"$MYURCACT: 0,0"))//網絡斷開
          {
            net_status = CONNECT_DISCONNECT;
            rt_kprintf("
網絡斷開。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
 ");
          }
          else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"MYURCREAD: 0"))//有網絡數據
          {
            net_status = CONNECT_GPRSDATAIN;
          }
          else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"+CMTI:"))//有短信來
          {
            net_status = CONNECT_MSGDATAIN;
          }
          else 
          { 
          }
        }
        if (event & REV_STOPWATCH)
        {
          return;
        }
      }
    }}

在程序其它地方完成對應GPRS模塊的監控和操作。對GPRS模塊讀和寫操作也編寫了一個設備操作函數，主要是利用前面編寫的gprswatch線程操作：

/*GPRS模塊發送和接收*/rt_bool_t gprs_send_data_package(unsigned char *cmd,char *ack,rt_uint32_t waittime, rt_uint8_t retrytime, rt_uint32_t len){
  rt_bool_t res = RT_FALSE; 
  rt_err_t result = RT_EOK;
  rt_uint32_t event;
  unsigned char gprs_rx_buffer[GPRS_RX_LEN]={0x00};
  rt_thread_t thread;
  
  thread = rt_thread_find("gprswatch");
  if( thread != RT_NULL)
  {
    rt_thread_delete(thread);
  }   
  
  do 
  {
    rt_device_write(gprs_device, 0, cmd, len);   
    result = rt_event_recv(&rev_event, 
       REV_MASK, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, 
       waittime*RT_TICK_PER_SECOND, &event);
    if (result == RT_EOK)
    {
      if (event & REV_DATA)
      {
        rt_memset(gprs_rx_buffer,0x00,sizeof(gprs_rx_buffer));
        rt_thread_delay(RT_TICK_PER_SECOND/2);
        rt_device_read(gprs_device, 0, gprs_rx_buffer, GPRS_RX_LEN);
        rt_kprintf(gprs_rx_buffer);
        
        if(rt_strstr(cmd,MSG_IMSI))//如果是讀IMSI 解析出IMSI數據
        {
          unsigned char *addr;
          addr = rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"AT+CIMI")+10;
          if(addr!=NULL)
            {
               strncpy(&imsi[0],addr,15);
               rt_kprintf("
IMSI = ：%s
" ,imsi);              
            }
        }
        
        if(rt_strstr(cmd,MSG_IMEI))//如果是讀IMEI 解析出IMEI數據
        {
          unsigned char *addr;
          addr = rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,""")+1;
          if(addr!=NULL)
            {
               strncpy(&imei[0],addr,15);
               rt_kprintf("
IMEI = ：%s
" ,imei);              
            }
        }
        
        if(rt_strstr(cmd,CSQ_CMD))//如果是讀CSQ 解析出dbm數據
        {
          unsigned char csq[5] = {0x00};
          unsigned char *addr;
          rt_int16_t dbm;
          addr = rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,",") - 3;
          rt_strncpy(csq, addr,3);
          if(addr!=NULL)
            {
               dbm =  2* atoi(csq) - 109;
               dbm_data[0] = dbm;  
               dbm_data[1] = dbm>>8;
               rt_kprintf("
 DBM = %d
" ,dbm);              
               rt_kprintf("
 RSSI = %02x%02x
" ,dbm_data[0],dbm_data[1]);              
            }
        }

        if((rt_strstr(gprs_rx_buffer,ack))||(rt_strstr(gprs_rx_buffer,"OK")))
        {
          res = RT_TRUE;
          if(rt_strstr(cmd,MG323_READ_CMD))//如果是讀數據命令，將數據拷出
          {
            rt_memcpy(gprs_rx_data, gprs_rx_buffer, GPRS_RX_LEN);
          }
        }
        else
          res = RT_FALSE;
      }
      if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,"MYURCREAD: 0"))//有網絡數據
      {
        net_status = CONNECT_GPRSDATAIN;
        rt_kprintf("
收到網絡數據！
");
      }
    }
    retrytime--;
  }while((!res)&&(retrytime>=1));
 gprswatch();
  return res;}

至此，基本實現了GPRS模塊的設備操作。

四、調試過程中的經驗

1.進程初始化及分配內存

在RTT工程中，int rt_application_init(void) 函數給出了一個最基本的使用方法，動態創建線程rt_thread_create，動態分配內存。在程序編寫的過程，由于內存太小，不得不心劃分分配的內存。手冊建議在程序運行過程中使用命令查看線程的占用內存，再按經驗分內存，這樣操作，還是地調試過程中出現很多次錯誤。后來再翻看手冊，仿造例子修改程序為靜態分配內存的線程創建，rt_thread_init，上面的錯誤就不再出現了。

2.使用finsh

在調試過程中大量使用了finsh，極大地方便了調試。

引用用戶手冊的說明：編寫了一個函數，如果不在程序中運行，便可以將此函數引出到finsh中。

在串口控制臺中操作，就可以很方便地實現GPRS相關函數的調試，而并需要在主程序中運行以上函數。

3.RTT例程的格式

編寫了基于RTT的 STM32F107平臺的例程，發布在github上：https://github.com/sundm75/STM32F107Board-rttproject每個example下的 applications中，都有一個對應的 test**** 文件。該文件中，全部使用的finsh 在串口控制中操作。