基于μC／OS-Ⅱ農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
3．2 任務(wù)優(yōu)先級(jí)及任務(wù)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)
在本項(xiàng)目中，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的功能要求，在μC／OS-Ⅱ中設(shè)計(jì)以下任務(wù)：時(shí)鐘節(jié)拍任務(wù)、鍵盤(pán)任務(wù)、顯示任務(wù)、數(shù)據(jù)采集任務(wù)(土壤水分、土壤養(yǎng)分、土壤壓實(shí)、多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集)、數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)任務(wù)、串口通訊任務(wù)。數(shù)據(jù)采集任務(wù)、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)任務(wù)設(shè)置為周期性任務(wù)。在這些任務(wù)中，μC／OS-Ⅱ時(shí)鐘節(jié)拍服務(wù)是通過(guò)中斷服務(wù)子程序調(diào)用時(shí)鐘節(jié)拍函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因而采用定時(shí)器1產(chǎn)生中斷，定時(shí)周期10ms。除此以外，該函數(shù)還要啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換以及每隔一段時(shí)間發(fā)送消息給相應(yīng)的任務(wù)，從而觸發(fā)相應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行等。因此，優(yōu)先級(jí)最高；數(shù)據(jù)采集任務(wù)、串口接收任務(wù)和串口發(fā)送任務(wù)實(shí)時(shí)性要求比較高。其中，串口接收任務(wù)是關(guān)鍵任務(wù)和緊迫任務(wù)，遺漏接收內(nèi)容是不允許的；數(shù)據(jù)采集任務(wù)是緊迫任務(wù)，但不是關(guān)鍵任務(wù)，遺漏一個(gè)數(shù)據(jù)還不至于發(fā)生重大問(wèn)題；在串行口發(fā)送任務(wù)中，CPU是主動(dòng)方，慢一些也可行，只要將數(shù)據(jù)發(fā)出去就可以。顯示任務(wù)和鍵盤(pán)任務(wù)是人機(jī)接口任務(wù)，實(shí)時(shí)性要求較低。由于顯示任務(wù)要等數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)任務(wù)所得的數(shù)據(jù)，故數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)可安排得比鍵盤(pán)任務(wù)和顯示任務(wù)高一些。農(nóng)機(jī)設(shè)備控制任務(wù)的實(shí)時(shí)性要得到保證，因此要設(shè)為較高優(yōu)先級(jí)。
由于系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果是各個(gè)任務(wù)配合運(yùn)行的結(jié)果，這種配合過(guò)程又是通過(guò)操作系統(tǒng)的管理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)調(diào)用操作系統(tǒng)服務(wù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。“何時(shí)調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)”和“調(diào)用什么系統(tǒng)服務(wù)”是任務(wù)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題與任務(wù)之間的相互關(guān)聯(lián)程度有關(guān)，需要通過(guò)分析這種關(guān)聯(lián)關(guān)系才能確定。為了進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)，必須把這些任務(wù)之間的相互關(guān)系搞清楚。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/194066.htm
根據(jù)農(nóng)田信息采集系統(tǒng)功能需求，設(shè)計(jì)任務(wù)關(guān)聯(lián)圖如圖3所示。系統(tǒng)應(yīng)用軟件包含10個(gè)任務(wù)：傳感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)為周期性任務(wù)，以一定的時(shí)間間隔采集數(shù)據(jù)，通過(guò)消息隊(duì)列將所采集數(shù)據(jù)傳輸給LCD顯示任務(wù)，并通過(guò)郵箱1#傳遞給數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)任務(wù)，同時(shí)，GPS接收的位置信息通過(guò)郵箱2#及時(shí)插入采集的數(shù)據(jù)當(dāng)中；數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)任務(wù)以信號(hào)量1#將數(shù)據(jù)通過(guò)串口通訊任務(wù)傳遞給計(jì)算機(jī)，并在計(jì)算機(jī)上生成田間土壤水分分布圖、養(yǎng)分分布圖和溫度變化圖等數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)生成的數(shù)據(jù)又經(jīng)串口通訊任務(wù)由信號(hào)量2#發(fā)給擴(kuò)展CAN總線任務(wù)，以此來(lái)控制農(nóng)田機(jī)械設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的程序，完成自動(dòng)變量施肥、變量噴灑農(nóng)藥等；鍵盤(pán)掃描任務(wù)、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)任務(wù)等和顯示任務(wù)同步，以消息隊(duì)列1#通知顯示任務(wù)更新顯示。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文以嵌入式微處理器S3CA4B0X芯片為主體，構(gòu)建農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，分析了μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，并在嵌入式微處理器S3C44B0X芯片內(nèi)嵌入μC／OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)，闡述了基于μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。由此開(kāi)發(fā)的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度快，并實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)模塊化，可大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性、可移植性，有著廣泛的應(yīng)用前景。
評(píng)論