基于Crotex-M3及μC/OS-II的自动智能防盗窗设计

 

   根据系统的功能模块，可将整个系统划分为几个并行存在的任务来运行，各个任务完成相对独立的功能。μC／OS—II是占先式操作系统，对任务的调度是按优先权的高低进行的，优先权的设置按照整个系统运行的时序来确定，对系统安全运行较重要和对实时性要求较严格的任务设成较高的优先级。各任务优先级由高到低依次为：煤气处理任务、盗情处理任务、下雨处理任务、大风处理任务、红外遥控任务、电机开窗任务、电机关窗任务、短信任务。在系统运行过程中，各任务的优先级固定不变。CPU对大多数事件的处理都放在任务中完成，而各个任务由对应的信号量激活。信号量可以由任务或外部中断来发送。

 

(1)任务建立和资源分配

 

μC／OS—II是一个实时多任务操作系统，所以把系统软件分割成多个任务，每个任务负责完成相应的处理工作，系统功能由多个任务协作完成。本系统的任务分配如表1所列。

 

 

(2)主要任务描述首先建立一个main()函数，在主函数中调用OS-Init()函数初始化μC／OS-II，然后建立第一个任务(起始任务)，最后调用OS-Start()函数启动多任务。在建立主函数之前必须定义各个任务的堆栈、系统的全局变量和相关宏。主函数的程序清单如下：

 

 

    起始任务是系统建立的第一个任务，主要有3个功能：完成对目标板的初始化(主要是定时器、外部中断和串行口的初始化)，建立系统所要用到的信号量，建立系统的其他任务。起始任务部分程序清单如下：

 

 

      在电机开窗任务中首先等待信号量sem_open。该信号量是由煤气处理任务、红外遥控处理任务发送的。如果电机开窗任务得到该信号量，程序就设置电机转动方向，并控制PWM送出电机转动脉冲，直到窗户被打开。

 

    电机关窗任务必须等到信号量sem_clOSe有效时才会被激活。信号量sam_close由盗情处理任务、下雨处理任务、大风处理任务、红外遥控处理任务发送。

 

    短信任务则要得到盗情处理任务发出的信号量sam_dq时被激活。系统采用门磁传感器作为人室盗窃报警信号发生器。当窗户被打开时，门磁的开关状态发生变化，信号被发送到微处理器。微处理器检测到信号输入、控制GPRS模块发送中文报警信息给户主手机，户主可根据短信及时报警，避免造成更大的损失。

    完成了基于32位ARM微处理器LM3S615和嵌入式实时操作系统μC／os—II的嵌入式智能窗的设计开发，并为嵌入式系统开发提供了一种解决方案。μc／os—II作为一个优秀的RTOS已经被成功移植到多种体系结构的微处理器上。将其移植到ARM平台上能够更深刻地理解RTOS的构造，加快应用和开发。把μC／OS—II引入到智能窗控制系统的软件设计中，使软件的开发更具层次性，开发效率更高，系统的稳定性、可靠性、实时性更强，也更容易扩展。