一种基于GPRS监控终端的软件系统技术方案

本发明专利技术具体公开了一种基于GPRS监控终端的软件系统，所述软件系统由底层硬件驱动程序、嵌入式操作系统及多任务应用程序构成；所述多任务应用程序基于多任务设计方式实现，多任务包括：开始任务、Modem串口接收任务、GPRS调度任务、数据解析转换任务、GPRS链路建立及保持任务、系统监控告警任务、设备数据采集存储上传任务；所述GPRS链路建立及保持任务的状态机包含状态转换过程；所述多任务应用程序实现了多任务软件看门狗。本发明专利技术实现了一种基于GPRS监控终端的高可靠性的软件系统，使其能够在光伏电站、风电场等恶劣的应用环境中正常工作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术具体公开了一种基于GPRS监控终端的软件系统，所述软件系统由底层硬件驱动程序、嵌入式操作系统及多任务应用程序构成；所述多任务应用程序基于多任务设计方式实现，多任务包括：开始任务、Modem串口接收任务、GPRS调度任务、数据解析转换任务、GPRS链路建立及保持任务、系统监控告警任务、设备数据采集存储上传任务；所述GPRS链路建立及保持任务的状态机包含状态转换过程；所述多任务应用程序实现了多任务软件看门狗。本专利技术实现了一种基于GPRS监控终端的高可靠性的软件系统，使其能够在光伏电站、风电场等恶劣的应用环境中正常工作。【专利说明】—种基于GPRS监控终端的软件系统
本专利技术涉及无线通信
，具体公开了一种基于GPRS监控终端的软件系统。
技术介绍
在光伏电站、风电场等恶劣的工业应用场合，为了保证现场设备的可靠运行，需要对这些设备进行远程监控。GPRS是物联网应用中最重要的数据传输方式之一，现已广泛应用于工业自动化、智能电网、智能交通、智能家居、物流、水文、气象等行业领域。采用GPRS技术可方便地构建现场设备远程智能监控系统，用于满足用户的需求。一方面，设备生产厂家通过该监控系统可方便地实现设备运行状态的长期监测及远程升级，从而实现设备的远程维护，不断地提高产品的可靠性，节省大量出差费用和人力成本；另一方面，现场设备的使用者也能够通过该远程监控系统方便地查看设备的运行状态，配置设备参数，从而降低设备运行的维护成本，并获得更好的用户体验。 但是，在实际的工业应用场合如光伏电站、风电场等工业现场，恶劣的物理环境及各种电磁干扰可能导致布置于工业现场的GPRS监控终端不能正常工作，即工业现场对GPRS监控终端的可靠性具有很高的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于GPRS监控终端的高可靠性的软件系统，该软件系统了满足光伏电站、风电场等恶劣应用环境对GPRS监控终端的高可靠性要求。 为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案:一种基于GPRS监控终端的软件系统，所述软件系统由底层硬件驱动程序、嵌入式操作系统及多任务应用程序构成；所述多任务应用程序基于多任务设计方式实现，多任务包括:开始任务、Modem串口接收任务、GPRS调度任务、数据解析转换任务、GPRS链路建立及保持任务、系统监控告警任务、设备数据采集存储上传任务；所述GPRS链路建立及保持任务的状态机包含状态转换过程；所述多任务应用程序实现了多任务软件看门狗，该多任务软件看门狗由每个任务的软件看门狗子程序，以及多任务软件看门狗喂狗子程序构成；所述多任务应用程序实现了多任务软件看门狗，该多任务软件看门狗由每个任务的软件看门狗子程序，以及多任务软件看门狗喂狗子程序构成；每个任务的软件看门狗子程序主要负责该任务软件看门狗的初始化，并在主循环中更新该任务软件看门狗的计数器；多任务软件看门狗喂狗子程序则在每个系统时钟周期内检查每个任务的软件看门狗是否已超时，只要某个任务的软件看门狗超时，就通过硬件看门狗完成对系统的复位。 进一步的，所述多任务设计如下:开始任务:首先启动GPRS无线通信模块，接着检测嵌入式微控制器本地配置串口是否接收到进入配置状态的指令，若在设定时间内未检测到该指令，则进入系统正常启动状态，否则进入系统参数配置状态； Modem串口接收任务:Modem串口接收任务主要负责定期查询与GPRS无线通信模块相连接的嵌入式微控制器的串口缓冲区中是否有GPRS无线通信模块发来的数据，若有，则取出并送入Modem接收数据消息队列；GPRS调度任务:GPRS调度任务完成GPRS无线通信模块数据、短信息的接收，以及GPRS数据、短消息的发送；数据解析转换任务:数据解析转换任务定期依次查询以下标志位并进行相应的处理:查询数据接收标志位，若该标志位为真，则对接收到的数据进行解析；查询数据发送标志位，若该标志位为真，则构建发送数据包并传递给GPRS调度任务进行无线发送；系统监控告警任务:系统监控告警任务完成对系统状态及采集到的设备实时数据的异常监测，通过定期检测系统的运行状态，从而及时发现系统异常，并在检测到异常事件时置位相应的告警标志位，并置位发送系统异常告警数据包的标志位，以便数据解析转换任务进行查询、构建并传递系统告警数据包至GPRS调度任务进行无线发送；设备数据采集存储上传任务:设备数据采集存储上传任务定期完成对设备实时数据的采集、存储，并置位设备实时数据上传标志位，以便数据解析转换任务进行查询、构建并传递设备实时数据包至GPRS调度任务进行无线发送；GPRS链路建立及保持任务:GPRS链路建立及保持任务完成GPRS通信链路的建立及维持，该任务采用了状态机实现，该状态机由“GPRS Modem初始化”状态、“建立GPRS PPP连接”状态、“建立GPRS TCP/UDP连接”状态、“登录远程服务器”状态、“检测GPRS PPP连接状态”状态、“检测GPRS TCP/UDP连接状态”状态、“GPRS Modem硬件复位”状态、“GPRSModem重上电”状态、及“软件系统软复位”状态构成。 进一步的，所述Modem AT指令操作机制是针对GPRS无线通信模块对不同AT指令的响应时间不一致，采用超时机制，即根据每个AT命令不同的响应时间设置不同的等待时间，若指定时间内获得返回值则结束等待，超时则自动结束等待。 进一步的，所述可靠登录GPRS网络机制采用超时机制进行登录，即监控节点登录时，若等待登录反馈超时，则认为登录失败，多次登录失败后，则重新复位GPRS无线通信模块。 进一步的，所述心跳机制为GPRS监控终端定时向后台服务器发送心跳包，若保活时间内未收到心跳包反馈，则认为链路已断开，自动断开现有连接并重新建立链路。 进一步的，所述终端实时在线检测机制是通过周期性检测GPRS PPP连接状态，可及时检测到节点是否从GPRS网络掉线，若掉线则执行尝试重新拨号连接操作，从而保证监控节点实时在线。 进一步的，所述“GPRS Modem硬件复位”、“GPRS Modem重上电”、“软件系统软复位”三种状态构成了 GPRS链路建立及保持任务的三重重启机制。 进一步的，所述GPRS链路建立及保持任务的状态机的状态转换过程如下:a、进入“GPRSModem初始化”状态，在此状态下进行GPRS Modem初始化，在初始化的每一个Modem的AT指令操作时,均采用了“确定性的Modem AT指令操作机制”;若Modem初始化成功则进入“建立GPRS PPP连接”状态，若初始化失败，则进入“GPRS Modem硬件复位”状态；b、在“建立GPRSPPP连接”状态下，通过向GPRS Modem发送AT指令尝试建立PPP连接，若建立连接成功，则进入“建立GPRS TCP/UDP连接”状态，若连续3次尝试建立PPP连接失败，则进入“GPRS Modem硬件复位”状态；C、在“建立GPRS TCP/UDP连接”状态下，根据系统参数的配置选择尝试与指定的服务器端口建立TCP连接或UDP连接，若建立连接成功，则进入“登录后台服务器”状态，若连续3次尝试建立TCP/UDP连接失败，则进入“GP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPRS监控终端的软件系统，其特征在于：所述软件系统由底层硬件驱动程序、嵌入式操作系统及多任务应用程序构成；所述多任务应用程序基于多任务设计方式实现，多任务包括：开始任务、Modem串口接收任务、GPRS调度任务、数据解析转换任务、GPRS链路建立及保持任务、系统监控告警任务、设备数据采集存储上传任务；所述GPRS链路建立及保持任务的状态机包含状态转换过程；所述多任务应用程序实现了多任务软件看门狗，该多任务软件看门狗由每个任务的软件看门狗子程序，以及多任务软件看门狗喂狗子程序构成；所述多任务应用程序实现了多任务软件看门狗，该多任务软件看门狗由每个任务的软件看门狗子程序，以及多任务软件看门狗喂狗子程序构成；每个任务的软件看门狗子程序主要负责该任务软件看门狗的初始化，并在主循环中更新该任务软件看门狗的计数器；多任务软件看门狗喂狗子程序则在每个系统时钟周期内检查每个任务的软件看门狗是否已超时，只要某个任务的软件看门狗超时，就通过硬件看门狗完成对系统的复位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立强，范传康，董娜，姜周，汤卿，吴建东，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51