试论嵌入式无线通讯平台的设计

中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O5-0073-02

目前普遍使用的无线通讯平台结构简单，可移植性差，为了实现各种无线功能，往往在每个具体的无线通讯平台上都需要实现各种不同的无线应用，应用和无线通讯平台间的接口十分繁多。因此，深入研究通用的无线通讯平台技术，研制实用的无线通讯平台就具有十分重要的意义。论文深入分析了作为无线通道和无线应用间桥梁的无线通讯平台的技术特点，阐述了嵌入式无线通讯平台的设计需求及其体系结构，并参考已有的无线通讯框架和相关通讯命令，设计了 Wireless－Platform 嵌入式无线通讯平台，实现了无线通道和无线应用之间的平稳和高效通讯，使各种无线应用与具体的无线通讯平台无关。

一、 嵌入式无线通讯平台的概述

随着计算机及相关技术的发展，嵌入式系统的应用范围越来越广，计算越来越自由，从一般的手持设备（如：手机，PDA 等）到网络通信设备（如：路由器、交换机等）都涉及到嵌入式应用，并呈现渗透计算模式（PervasiveComputing）。各种嵌入式设备都具有功能专一、针对性强的特点。随着 Internet 的发展，Internet 技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，以手持上网设备（如：移动电话和智能 PDA）为代表的嵌入式信息终端就是这类结合体，这种手持上网设备一般都需要使用无线业务功能的支持来实现各种无线业务，如：通话，发送消息和其他操作。手持上网设备主要是通过无线通讯方式进行各种信息交互和传递，而无线通讯平台正是其中的关键技术之一。嵌入式系统主要特点之一是多样性。设备生产厂商在芯片选择、无线通讯指令标准、无线业务支持和操作系统等会有许多不同的要求，没有任何无线通讯平台可以满足所有嵌入式系统的要求。因此无线通讯平台各个模块也会根据不同的嵌入式系统进行不同实现，唯一相同的是无线通讯平台提供给各种无线应用的抽象接口不会改变。无线通讯方式具有分散性、多样性和变异性的特点。软件开发过程中必须对无线通讯的特点进行细分，对各种业务进行更有针对性的设计开发，才能实现无线通讯平台对各种无线应用的可拓展。

二、 嵌入式无线通讯平台的设计

1、体系结构的设计

由于无线通讯平台需要处理的数据接口种类比较繁多，无线通讯命令的标准也不同。无线通讯平台需支持各个无线应用并行请求，处理无线上报消息，转发无线应答给无线应用，通知无线应用处理上报消息，对无线数据进行缓冲和无线通信命令处理的动态扩展。无线通讯平台由三个逻辑抽象层构成：数据处理层，服务处理层和应用接口层。无线通讯平台总体流程如图所示：

2、 各应用接口的设计

query 接口：当应用需要查询无线通讯模块的相关状态等信息的时候，可以通过 query 接口来进行查询；需要传递需要查询的状态的查询类型，每种无线通讯模块的状态都对应一种类型，如：运营商号等；

modify 接口：当应用需要更改无线通讯模块的状态信息的时候，可以通过 modify 接口进行状态更新，参数包括：更新状态的类型和需要更新的值。

add 接口：添加数据到 SIM 卡存储空间中，传递参数包括：位置，存储空间标志，电话号码，电话类型和姓名等信息；

update 接口：更新 SIM 卡存储空间中的数据，传递参数包括：位置，存储空间标志，电话号码，电话类型和姓名等信息；

remove 接口：删除 SIM 卡存储空间中的数据，传递参数包括：位置和存储空间标志等；

read 接口：读 SIM 卡存储空间中的数据，需要传递的参数包括：位置和存储空间标志等；

flush 接口：由于电话本命令实时性要求不高，并且数据量比较大，因此电话业务服务器中对电话本命令和数据进行缓冲。当命令缓冲区满的时候才执行命令，如果需要立即执行缓冲区中的命令，那么需要调用此接口。需要传递的参数包括：存储空间标志等。

send 接口：发送短消息请求，传递的参数包括：短消息内容和消息标志等；

read 接口：读取 SIM 卡某条短消息请求；

write 接口：往 SIM 卡写短消息请求，传递的参数包括：短消息内容和消息标志等；

delete 接口：从 SIM 卡删除某条短消息请求，传递的参数包括：消息标志和需要删除的短消息位置等。

accept 接收来电：发送接收来电请求；

dial 拨号：呼叫当前的电话号码，传递的参数包括：需要呼叫的电话号码；

state 电话状态查询：查寻当前电话的状态；

hangup 挂断电话：挂断当前的电话。

hold 保持电话：让当前电话处于保持状态。

activate 恢复电话：让处于保持状态的电话重新恢复。

join 加入多方会议。

splitMultiCall 离开多方会议。

begin：开始 STK 功能。

response：传递请求类型。

3、电话业务服务器软件设计

应用注册。由于无线系统有通知信息和命令结果返回，应用对于通知消息和/令结果返回的处理是被动的，电话业务服务器不能够唤醒每个应用去处理无线通知消息和命令结果返回。因此，应用需要向电话业务服务器进行注册。

请求操作。应用发送无线操作请求，电话业务服务器根据请求的唯一标志，调用对应的通讯处理模块接口。

管理通讯通道。由于各个接口通过向指定的通道发送消息的方式传递数据，因此电话业务服务器必须对通讯通道进行建立，关闭和维护。

管理不同的通讯处理方式队列。让不同的通讯处理方式可以在一个通讯平台中同时使用，而不会互相影响。

4、 通讯处理模块的设计

命令构造模块。完成的主要功能是构造命令。无线业务服务器根据应用发送的请求标记，调用通讯处理模块中的命令构造子模块提供的相应接口，并传递相应的参数，命令构造子模块将请求和参数信息转换和合适的通讯命令。此外命令构造模块还提供对 SIM 卡大数据块进行缓冲，提高无线系统访问的整体速度。命令队列模块。当命令构造模块构造命令后，就将命令添加到命令队列模块，由于系统不能及时处理每个命令，命令队列模块对各个应用发送的命令进行缓冲，并进行有效的优先等级控制（主要根据命令请求种类）。此外命令队列模块对每个命令还进行超时控制和错误重试等，保证命令执行的可靠性和稳定性。设备接口模块。对无线系统设备的访问提供统一的接口，使设备的访问更加统一和标准化。对主动上报的消息和命令结果返回，设备接口模块提供了设备数据监听器，通知上层模块读设备上的数据。