基于μC／OS-Ⅱ農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的研究與設計
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3．2 任務優(yōu)先級及任務關聯(lián)設計
在本項目中，為實現(xiàn)農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的功能要求，在μC／OS-Ⅱ中設計以下任務：時鐘節(jié)拍任務、鍵盤任務、顯示任務、數(shù)據(jù)采集任務(土壤水分、土壤養(yǎng)分、土壤壓實、多點溫度數(shù)據(jù)采集)、數(shù)據(jù)處理及存儲任務、串口通訊任務。數(shù)據(jù)采集任務、數(shù)據(jù)處理與存儲任務設置為周期性任務。在這些任務中，μC／OS-Ⅱ時鐘節(jié)拍服務是通過中斷服務子程序調(diào)用時鐘節(jié)拍函數(shù)來實現(xiàn)的。因而采用定時器1產(chǎn)生中斷，定時周期10ms。除此以外，該函數(shù)還要啟動A／D轉(zhuǎn)換以及每隔一段時間發(fā)送消息給相應的任務，從而觸發(fā)相應的任務執(zhí)行等。因此，優(yōu)先級最高；數(shù)據(jù)采集任務、串口接收任務和串口發(fā)送任務實時性要求比較高。其中，串口接收任務是關鍵任務和緊迫任務，遺漏接收內(nèi)容是不允許的；數(shù)據(jù)采集任務是緊迫任務，但不是關鍵任務，遺漏一個數(shù)據(jù)還不至于發(fā)生重大問題；在串行口發(fā)送任務中，CPU是主動方，慢一些也可行，只要將數(shù)據(jù)發(fā)出去就可以。顯示任務和鍵盤任務是人機接口任務，實時性要求較低。由于顯示任務要等數(shù)據(jù)處理及存儲任務所得的數(shù)據(jù)，故數(shù)據(jù)處理及存儲任務的優(yōu)先級可安排得比鍵盤任務和顯示任務高一些。農(nóng)機設備控制任務的實時性要得到保證，因此要設為較高優(yōu)先級。
由于系統(tǒng)的實際運行效果是各個任務配合運行的結(jié)果，這種配合過程又是通過操作系統(tǒng)的管理來實現(xiàn)的，即通過調(diào)用操作系統(tǒng)服務函數(shù)來實現(xiàn)的。“何時調(diào)用系統(tǒng)服務”和“調(diào)用什么系統(tǒng)服務”是任務設計中的關鍵問題，這個問題與任務之間的相互關聯(lián)程度有關，需要通過分析這種關聯(lián)關系才能確定。為了進行任務設計，必須把這些任務之間的相互關系搞清楚。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/194066.htm
根據(jù)農(nóng)田信息采集系統(tǒng)功能需求，設計任務關聯(lián)圖如圖3所示。系統(tǒng)應用軟件包含10個任務：傳感器數(shù)據(jù)采集任務為周期性任務，以一定的時間間隔采集數(shù)據(jù)，通過消息隊列將所采集數(shù)據(jù)傳輸給LCD顯示任務，并通過郵箱1#傳遞給數(shù)據(jù)處理與存儲任務，同時，GPS接收的位置信息通過郵箱2#及時插入采集的數(shù)據(jù)當中；數(shù)據(jù)處理與存儲任務以信號量1#將數(shù)據(jù)通過串口通訊任務傳遞給計算機，并在計算機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)，計算機生成的數(shù)據(jù)又經(jīng)串口通訊任務由信號量2#發(fā)給擴展CAN總線任務，以此來控制農(nóng)田機械設備執(zhí)行相應的程序，完成自動變量施肥、變量噴灑農(nóng)藥等；鍵盤掃描任務、數(shù)據(jù)處理與存儲任務等和顯示任務同步，以消息隊列1#通知顯示任務更新顯示。
4 結(jié)束語
本文以嵌入式微處理器S3CA4B0X芯片為主體，構建農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的軟硬件平臺，分析了μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的特點，并在嵌入式微處理器S3C44B0X芯片內(nèi)嵌入μC／OS-Ⅱ?qū)崟r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)的設計與實現(xiàn)方法。由此開發(fā)的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的實時響應速度快，并實現(xiàn)軟件設計模塊化，可大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時響應能力，增強系統(tǒng)的可靠性、可擴展性、可移植性，有著廣泛的應用前景。
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