基于STM32F107与RT-Thread的数据采集器方案设计与解析
作者孙冬梅：南京工业大学自动化与电气工程学院博士、副教授
设计了基于stm32f107设计的数据采集器，实现多种数据（串口、can口）采集处理后通过 gprs模块 无线上传。重点编写了can设备驱动； 使用设备方式实现gprs模块串口数据的上传下载；最后提出了使用线程过程中出现的一些问题。
一、 功能分析 系统功能如图1 所示，不算太复杂。由于下级传感器模块的上报的数据内容很多，导致编写处理程序内容较多。
二、can驱动编写 为了模块化地处理传感器的主动上报数据，can设备不再用以前的中断处理，而是采用了rtt的设备框架，重新编写了device的驱动。研究rtt里的can总线收发设备:
发现只有框架，没有内容。就仿着串口写一个candevice。研究组件使用 中的串口驱动：
这是一个读代码的过程，弄清楚框架后，编写类似于linux中的驱动编写。
以上程序全部写好后，就可以使用设备通用操作函数来操作can。在主程序中首先要初始化设备，再注册设备。
三、设备方式实现串口数据处理 gprs模块使用实际上是串口数据的收到处理。首先创建gprswatch进程，用来监控串口接收数据。
void gprswatch(void){ rt_thread_t thread; thread = rt_thread_find(gprswatch); if( thread != rt_null) rt_thread_delete(thread); /* 创建gprswatch线程*/ thread = rt_thread_create(gprswatch, gprswatch_entry, rt_null, 0x1000, 0x12, 200); /* 创建成功则启动线程*/ if( thread != rt_null) { rt_thread_startup(thread); //rt_thread_delay(rt_tick_per_second/2); } } 监视gprs串口线程中，当收到串口数据后，接收并分析，置位网络状态。
/* 监视gprs串口线程入口*/void gprswatch_entry(void* parameter){ rt_err_t result = rt_eok; rt_uint32_t event; unsigned char gprs_rx_buffer[gprs_rx_len]={0x00}; while(1) { result = rt_event_recv(&rev_event, rev_mask, rt_event_flag_or | rt_event_flag_clear, rt_waiting_forever, &event); if (result == rt_eok) { if (event & rev_data) { rt_memset(gprs_rx_buffer,0x00,sizeof(gprs_rx_buffer)); rt_thread_delay(rt_tick_per_second/10); rt_device_read(gprs_device, 0, gprs_rx_buffer, gprs_rx_len); rt_kprintf(gprs_rx_buffer); /*监视gprs模块接收数据*/ if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,myurcclose: 0))//网络断 { net_status = connect_error; rt_kprintf( 网络断。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,call ready))//模塊重啟 { net_status = connect_null; rt_kprintf( 模塊重啟。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,+cpin: not ready))//卡被拔出 { net_status = connect_error; rt_kprintf( 卡被拔出。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,$myurcact: 0,0))//網絡斷開 { net_status = connect_disconnect; rt_kprintf( 网络断开。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,myurcread: 0))//有网络数据 { net_status = connect_gprsdatain; } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,+cmti:))//有短信来 { net_status = connect_msgdatain; } else { } } if (event & rev_stopwatch) { return; } } }} 在程序其它地方完成对应gprs模块的监控和操作。对gprs模块读和写操作也编写了一个设备操作函数，主要是利用前面编写的gprswatch线程操作：
/*gprs模块发送和接收*/rt_bool_t gprs_send_data_package(unsigned char *cmd,char *ack,rt_uint32_t waittime, rt_uint8_t retrytime, rt_uint32_t len){ rt_bool_t res = rt_false; rt_err_t result = rt_eok; rt_uint32_t event; unsigned char gprs_rx_buffer[gprs_rx_len]={0x00}; rt_thread_t thread; thread = rt_thread_find(gprswatch); if( thread != rt_null) { rt_thread_delete(thread); } do { rt_device_write(gprs_device, 0, cmd, len); result = rt_event_recv(&rev_event, rev_mask, rt_event_flag_or | rt_event_flag_clear, waittime*rt_tick_per_second, &event); if (result == rt_eok) { if (event & rev_data) { rt_memset(gprs_rx_buffer,0x00,sizeof(gprs_rx_buffer)); rt_thread_delay(rt_tick_per_second/2); rt_device_read(gprs_device, 0, gprs_rx_buffer, gprs_rx_len); rt_kprintf(gprs_rx_buffer); if(rt_strstr(cmd,msg_imsi))//如果是读imsi 解析出imsi数据 { unsigned char *addr; addr = rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,at+cimi)+10; if(addr!=null) { strncpy(&imsi[0],addr,15); rt_kprintf(imsi = ：%s ,imsi); } } if(rt_strstr(cmd,msg_imei))//如果是读imei 解析出imei数据 { unsigned char *addr; addr = rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,)+1; if(addr!=null) { strncpy(&imei[0],addr,15); rt_kprintf(imei = ：%s ,imei); } } if(rt_strstr(cmd,csq_cmd))//如果是读csq 解析出dbm数据 { unsigned char csq[5] = {0x00}; unsigned char *addr; rt_int16_t dbm; addr = rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,,) - 3; rt_strncpy(csq, addr,3); if(addr!=null) { dbm = 2* atoi(csq) - 109; dbm_data[0] = dbm; dbm_data[1] = dbm>>8; rt_kprintf( dbm = %d ,dbm); rt_kprintf( rssi = %02x%02x ,dbm_data[0],dbm_data[1]); } } if((rt_strstr(gprs_rx_buffer,ack))||(rt_strstr(gprs_rx_buffer,ok))) { res = rt_true; if(rt_strstr(cmd,mg323_read_cmd))//如果是读数据命令，将数据拷出 { rt_memcpy(gprs_rx_data, gprs_rx_buffer, gprs_rx_len); } } else res = rt_false; } if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,myurcread: 0))//有网络数据 { net_status = connect_gprsdatain; rt_kprintf( 收到网络数据！ ); } } retrytime--; }while((!res)&&(retrytime>=1)); gprswatch(); return res;} 至此，基本实现了gprs模块的设备操作。
四、调试过程中的经验 1.进程初始化及分配内存 在rtt工程中，int rt_application_init(void) 函数给出了一个最基本的使用方法，动态创建线程rt_thread_create，动态分配内存。在程序编写的过程，由于内存太小，不得不心划分分配的内存。手册建议在程序运行过程中使用命令查看线程的占用内存，再按经验分内存，这样操作，还是地调试过程中出现很多次错误。后来再翻看手册，仿造例子修改程序为静态分配内存的线程创建，rt_thread_init，上面的错误就不再出现了。
2.使用finsh 在调试过程中大量使用了finsh， 极大地方便了调试。
引用用户手册的说明：编写了一个函数，如果不在程序中运行，便可以将此函数引出到finsh中。
在串口控制台中操作，就可以很方便地实现gprs相关函数的调试，而并需要在主程序中运行以上函数。
3.rtt例程的格式 编写了基于rtt的 stm32f107平台的例程，发布在github上：https://github.com/sundm75/stm32f107board-rttproject每个example下的 applications中，都有一个对应的 test**** 文件。该文件中，全部使用的finsh 在串口控制中操作。
- end -
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一、 功能分析 系统功能如图1 所示，不算太复杂。由于下级传感器模块的上报的数据内容很多，导致编写处理程序内容较多。
二、can驱动编写 为了模块化地处理传感器的主动上报数据，can设备不再用以前的中断处理，而是采用了rtt的设备框架，重新编写了device的驱动。研究rtt里的can总线收发设备:
发现只有框架，没有内容。就仿着串口写一个candevice。研究组件使用 中的串口驱动：
这是一个读代码的过程，弄清楚框架后，编写类似于linux中的驱动编写。
以上程序全部写好后，就可以使用设备通用操作函数来操作can。在主程序中首先要初始化设备，再注册设备。
三、设备方式实现串口数据处理 gprs模块使用实际上是串口数据的收到处理。首先创建gprswatch进程，用来监控串口接收数据。
void gprswatch(void){ rt_thread_t thread; thread = rt_thread_find(gprswatch); if( thread != rt_null) rt_thread_delete(thread); /* 创建gprswatch线程*/ thread = rt_thread_create(gprswatch, gprswatch_entry, rt_null, 0x1000, 0x12, 200); /* 创建成功则启动线程*/ if( thread != rt_null) { rt_thread_startup(thread); //rt_thread_delay(rt_tick_per_second/2); } } 监视gprs串口线程中，当收到串口数据后，接收并分析，置位网络状态。
/* 监视gprs串口线程入口*/void gprswatch_entry(void* parameter){ rt_err_t result = rt_eok; rt_uint32_t event; unsigned char gprs_rx_buffer[gprs_rx_len]={0x00}; while(1) { result = rt_event_recv(&rev_event, rev_mask, rt_event_flag_or | rt_event_flag_clear, rt_waiting_forever, &event); if (result == rt_eok) { if (event & rev_data) { rt_memset(gprs_rx_buffer,0x00,sizeof(gprs_rx_buffer)); rt_thread_delay(rt_tick_per_second/10); rt_device_read(gprs_device, 0, gprs_rx_buffer, gprs_rx_len); rt_kprintf(gprs_rx_buffer); /*监视gprs模块接收数据*/ if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,myurcclose: 0))//网络断 { net_status = connect_error; rt_kprintf( 网络断。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,call ready))//模塊重啟 { net_status = connect_null; rt_kprintf( 模塊重啟。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,+cpin: not ready))//卡被拔出 { net_status = connect_error; rt_kprintf( 卡被拔出。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,$myurcact: 0,0))//網絡斷開 { net_status = connect_disconnect; rt_kprintf( 网络断开。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 ); } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,myurcread: 0))//有网络数据 { net_status = connect_gprsdatain; } else if(rt_strstr((char const*)gprs_rx_buffer,+cmti:))//有短信来 { net_status = connect_msgdatain; } else { } } if (event & rev_stopwatch) { return; } } }} 在程序其它地方完成对应gprs模块的监控和操作。对gprs模块读和写操作也编写了一个设备操作函数，主要是利用前面编写的gprswatch线程操作：
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