基于GPRS的嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和升級(jí)

　系統(tǒng)發(fā)送的郵件包括數(shù)據(jù)文件和報(bào)告文件，都以電子郵件附件的形式傳送。數(shù)據(jù)文件反映系統(tǒng)采集的物理數(shù)據(jù)或自身的狀態(tài)信息；報(bào)告文件則是對(duì)每次遠(yuǎn)程監(jiān)控命令的回執(zhí)，表明本次操作是否成功。
2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控中郵件的讀取和發(fā)送
　系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)檢查郵箱中郵件的流程如圖4所示。所發(fā)送郵件的主題subject即代表了系統(tǒng)需要完成的任務(wù)，例如“修改系統(tǒng)參數(shù)”、“發(fā)送自檢報(bào)告”、“索取指定文件”和“更新DSP程序”的郵件主題分別是單個(gè)小寫字母a、b、c、d，而其余類型主題的郵件都被系統(tǒng)識(shí)別為無效郵件而濾掉。因此，系統(tǒng)在讀取郵件時(shí)，先選出符合系統(tǒng)要求的郵件加入命令列表，再根據(jù)其代表的命令實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。其中，最后一步刪除郵件是為下次讀郵件做準(zhǔn)備，保證了系統(tǒng)再次讀取的郵件都是最新的，避免了對(duì)已讀郵件的重復(fù)操作，提高了可靠性。

　系統(tǒng)以電子郵件附件的形式發(fā)送數(shù)據(jù)文件和報(bào)告文件。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)發(fā)送的郵件小于2 KB時(shí)偶而會(huì)出現(xiàn)發(fā)送“偽成功”的情況，即程序顯示郵件發(fā)送成功，但郵箱中卻沒有收到郵件。所以，在發(fā)送小于2 KB的郵件時(shí)，先用“空格”將其補(bǔ)足2 KB后再發(fā)送。實(shí)驗(yàn)證明，在進(jìn)行郵件大小補(bǔ)足后，沒有再出現(xiàn)過“偽成功”的現(xiàn)象。
3 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程升級(jí)
　系統(tǒng)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)郵箱中DSP新程序代碼的讀取，然后利用串口通信和Bootloader技術(shù)實(shí)現(xiàn)DSP程序的遠(yuǎn)程升級(jí)。系統(tǒng)內(nèi)部的ARM和DSP采用串口通信，統(tǒng)一了兩端收發(fā)數(shù)據(jù)的格式并建立了可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，保證了通信的穩(wěn)定性。
3.1 遠(yuǎn)程升級(jí)系統(tǒng)DSP程序原理
　系統(tǒng)采用TI公司的TMS320VC5509芯片作為主控單元。TMS320VC5509片內(nèi)具有128 KB的高速靜態(tài)RAM,片內(nèi)ROM中固化了引導(dǎo)加載程序Bootloader(簡稱“DSP5509”),其Bootloader設(shè)置為外部SPI串行啟動(dòng)模式，外部儲(chǔ)存媒介為 Flash。系統(tǒng)上電后，DSP5509在Bootloader引導(dǎo)下自動(dòng)加載儲(chǔ)存在片外Flash指定地址空間中的程序到片內(nèi)的高速RAM中運(yùn)行。
　遠(yuǎn)程升級(jí)系統(tǒng)中,DSP程序是基于DSP5509的Bootloader技術(shù)[7]。將新的DSP5509程序按照一定的格式編碼后發(fā)送到系統(tǒng)指定的郵箱中，系統(tǒng)利用GPRS模塊訪問此郵箱并讀取出新程序，然后將新程序通過串口發(fā)送給DSP5509且保存到片外Flash的指定地址空間中。發(fā)送和保存結(jié)束后自動(dòng)復(fù)位并重啟DSP5509，在Bootloader的引導(dǎo)下DSP5509從外部Flash中加載并運(yùn)行新程序，從而完成DSP5509程序的更新升級(jí)。
3.2 系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)時(shí)的流程
　在系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)時(shí)，內(nèi)部的DSP和ARM之間存在著較大數(shù)據(jù)量的傳送，必須建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制才能保證通信的穩(wěn)定性。因此，系統(tǒng)將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割以分組形式傳輸，即將待發(fā)送的M字節(jié)數(shù)據(jù)分割成(x+1)組發(fā)送，前x組每次發(fā)送m=M/x個(gè)(M/x取整)字節(jié)，最后一組發(fā)送剩下的s=(M-m×x)個(gè)字節(jié)(若M/x為整數(shù)，則只需發(fā)送x組數(shù)據(jù)）。同時(shí)，DSP或ARM每次發(fā)送的數(shù)據(jù)格式均為3in1模式，即：(第1個(gè)字節(jié)表示本次發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)+中間部分為m或者s字節(jié)的數(shù)據(jù)+最后1個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)碼)，如圖5所示。

遠(yuǎn)程升級(jí)DSP程序時(shí)，DSP端程序流程如圖6所示。ARM將從郵箱中讀取新程序代碼傳送給DSP，數(shù)據(jù)的傳送采用基于CRC8校驗(yàn)的數(shù)據(jù)傳輸方式。其中，DSP先將ARM發(fā)送來的數(shù)據(jù)保存到Flash中(地址為70000h~7FFFFh的sector7中)。在確保DSP正確無誤地接收完所有從ARM發(fā)送來的程序代碼后,才將sector7中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到地址為00000h~0FFFFh的sector0中。sector0是DSP指定外部儲(chǔ)存程序的地址空間，保證了遠(yuǎn)程升級(jí)的可靠性。如果傳輸過程中重傳次數(shù)超過上限N，則說明此次傳輸可靠性降低，系統(tǒng)取消本次升級(jí)，保證系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。