基于GPRS和SVG的戰(zhàn)場信息終端通信設計 - 全文

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　　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網絡，實現(xiàn)XML文檔的網絡傳輸，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)內部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過邏輯單元傳送到外部的LCD驅動器中，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、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

　　(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場景和服務質量QoS的參數(shù)值，撥打GPRS網絡特定號碼，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，標圖員通過地圖調用函數(shù)調用所需電子地圖，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文檔通過網絡傳輸模塊進行態(tài)勢圖的網絡傳輸，在調用網絡傳輸模塊的同時，主程序模塊也調用了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)勢圖的網絡傳輸和共享。

　　2.4 網絡傳輸模塊

　　網絡傳輸階段通過與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網絡和Internet，在實現(xiàn)無線上網的同時，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。