基于ARM嵌入式系统的M2M终端平台研究

随着信息技术的发展以及MEMS、SOC等新技术越来越广泛的应用,机器设备的系统集成度越来越高,系统复杂度的增加和对智能化要求的提高使得越来越多的机器设备有了直接通信的需求,由此产生了M2M的概念。随着移动通讯2.5G技术的推广和3G技术即将投入应用,移动通信网络的性能不断提升、通信费用不断降低,将来具有M2M应用需求的机器会越来越多,如何通过移动通信技术使一般机器设备方便快捷地扩展出M2M功能,是本文致力研究的核心。 本文应用嵌入式系统技术设计实现了一种嵌入式M2M终端平台,使得一般机器设备能够通过对该平台进行简单的二次开发即可达到机器与机器或者机器与人之间数据通信的要求,从而保证一般机器设备扩展开发无线远程数据通信功能更加容易、更加方便快捷地使机器设备达到实现M2M应用的能力。 本文设计的M2M终端平台采用当今流行的ARM系列微处理器芯片AT91SAM7S64作为硬件控制核心,结合西门子的GPRS模块MC35,在开源免费的嵌入式实时操作系统FreeRTOS的基础上通过裁减、配置LwIP开发出系统的通信协议栈,实现GPRS和SMS两种方式的无线远程数据传输功能;并通过设计出具备一定通用性的传感器硬件接口以便于用户针对不同的应用场合进行功能扩展,从而使M2M终端平台具备了一定的通用性。论文系统地分析了嵌入式M2M终端平台的总体方案设计、系统硬件平台的设计与开发以及软件平台的设计与开发过程,同时简要介绍了嵌入式系统软、硬件技术的特点及应用、GPRS数据传输的原理和应用以及嵌入式实时操作系统FreeRTOS的原理及应用。 最后通过一个无线远程汽车防盗系统的应用开发实例,论述了嵌入式M2M终端平台的应用开发过程。通过建立一套功能演示性质的汽车防盗系统,证实了本文研究设计的嵌入式M2M终端平台上进行M2M应用开发具有实现简单、扩展灵活方便等特点。