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3) 数据发送完成后不再需要这条连接时,就可以把连接挂断。
在这里我们采用在MSP430F448中软件嵌入TCP/IP协议栈uIP的方法来实现TCP/IP协议。uIP是一种免费公开源代码的小型TCP/IP协议栈,专门为8位和16位MCU编写。uIP完全是用C语言编写,它采用了一个事件驱动接口,通过调用应用程序响应事件。uIP的源代码只有几KB,RAM占用仅几百字节,但uIP实现了TCP/IP协议集的四个基本协议:ARP地址解析协议,IP网际互联协议,ICMP网络控制报文协议和TCP传输控制协议。用户可以方便的调用接口函数来实现TCP/IP协议。
uIP与系统底层的接口包括与设备驱动的接口和系统定时器的接口两类。在程序的主循环中,底层接口程序循环检查是否收到数据包和周期定时器是否超时溢出。TCP/IP协议程序中主控环程序流程如图3所示。
uIP通过函数uip_input()和全局变量uip_buf、uip_len来实现与设备驱动的接口,收发IP数据包时触发应用程序接口事件。应用程序事件1主要是对数据包的处理:当数据来自MCU时则进行TCP/IP打包然后送GPRS模块发送到Internet网络;当收到来自GPRS模块的数据时则进行相应的解包处理,抽出数据,按发送前的顺序还原,并加以校验,若发现错误,TCP/IP栈会要求重发,然后将数据通过串口送控制器。uIP协议栈提供了一系列接口函数供用户程序调用,这使得我们不需要了解数据的具体处理过程,只需要调用相应的接口函数把数据送上层应用程序即可。
系统定时器使用msp430f448的16位定时器Timer_B作为时钟基准,定时周期设为1s。定时器主要用于处理数据传输错误重发、应答延时、往返时间(RTT)估计等。应用程序事件2主要是对定时器超时事件的处理:当TCP连接建立时,uIP周期性调用函数uip_periodic()来驱动TCP/IP协议定时器和重发事件。当数据发送后,转发定时器进行减计数,如果在一个定时器周期内没收到接收端的确认(ACK)消息,发送端就认为这个数据丢失置标志位,应用程序检查标志则产生上次发送的数据并重发。
为保证无功补偿控制的实时性要求,对于对方主动发起TCP连接、对方发来数据、对方主动释放TCP连接、GPRS断线和重连成功等事件都可以通过中断通知给F448单片机,以便单片机进行相应处理和操作。对于这些事件必须及时进行处理,以便及时反映通信情况,并且避免相关的事件缓冲区和数据缓冲区溢出。
由于电力系统无功补偿测控终端一般都安装野外环境中,地点偏远,无人值守,设备必须能够在特殊的环境下长期、稳定工作。因此在软件上设定系统具有自动拨号、断线重拨功能。在GPRS网络状态不稳定时,具有自动恢复通讯能力,保证系统稳定工作,无需人为干预。另外在电源抗干扰及散热等方面也要特殊设计,使终端设备能适应恶劣工作环境。
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