4.2 终端应用程序设计
终端应用程序负责完成终端的数据采集、更新、扫描,并上报告警事件,控制现场执行机构，执行前置机的远程命令及保存各种历史数据等。前置机的远程命令包括读/写终端命令、中继命令和远程升级命令。当终端接收到前置机的远程升级命令后，终端分析升级命令帧，读取升级包信息，包括包总长度、包校验码、帧序号和帧校验码，然后应答前置机并请求发送后继数据帧，终端对后继数据帧进行校验，校验正确则应答成功和接收下一帧数据，否则应答失败并要求终端重发。连续5次重发失败，则认为网络通信质量差而取消当前升级操作，保存成功接收到的帧号和数据校验和以备续传。应用程序升级包按帧的方式通过 GPRS Modem，由前置机下载到终端，并保存到终端的AT45DB081B Flash存储器。下载成功后，置位升级标志和记录升级包版本号，以备用户引导程序升级。
升级包的下载过程可看成是数据的传输过程，应用程序可同步实现终端的其他各种功能，不影响终端的正常运行。应用程序升级包下载成功后，终端进行必要的现场保存并主动复位，从而执行用户引导程序升级的最后一步——Flash编程。另外，也可在终端里配置升级时间，避开终端任务重负荷阶段，使得升级过程对终端正常工作的影响降低到最小。
图3 终端引导过程流程
应用程序升级包的下载流程如图4所示。
图4 应用程序升级包下载流程
4.3 通信协议的设计
GPRS 与Internet 连接建立后，进入数据透明传输阶段。本系统在完善的TCP/IP机制基础上设计用户应用层协议。为实现系统某个终端的系统 软件升级 ，前置机将要升级的程序代码转化为写终端升级代码帧，接入Internet到GPRS 网络，透明传输下载到目标终端。根据江西省用电现场服务与管理系统通信规约，将写终端升级代码帧分为3种：前置机升级请求帧、升级代码数据帧和终端回应帧。帧格式在参考文献[2]中有详细说明。
5 远程IAP 应用的可靠性探讨
终端应用程序的升级过程不免要受到环境的干扰，如终端掉电、异常的终端复位和网络通信阻塞等故障，都会导致终端远程IAP的失败，因此必须提供一套可靠的软硬件机制来保证终端IAP过程的正常工作。以下是本系统中采取的措施：
◆ 终端掉电及异常复位处理。由于终端的停电及电网波动等干扰引起的终端复位，都将中止终端的升级过程，导致升级失败。本系统采用下载和IAP过程完全分离的升级方式。IAP位于用户引导程序部分，不被擦除。AT45DB081B中总是备份最新版本终端应用程序，所以任何阶段操作失败都能保证终端的正常工作。另外，在终端配备蓄电池和充电电路，在终端主电源来电时对蓄电池充电，使得终端掉电时也可正常运行，远程IAP过程更为可靠。
◆ 远程通信的误码处理。对数据传输过程产生的误码，通用的、有效的解决办法，就是用CRC循环冗余校验和重传机制。数据校验码校验正确后存入AT45DB081B，错误时返回错误编码发和帧序号请求重发，直到检测到结束帧。结束帧数据长度不够，用00填充。
◆ 网络阻塞、故障处理。由于地形和环境因素的影响，GPRS网络在远程IAP的通信过程中可能出现阻塞或断开的情况。这时终端和前置机对无回应帧采用延时重发的机制，连续5次不成功则断开GPRS网并重新连接，终端保存升级的下载断点信息，以待网络恢复后继续传数据。
结语
该设计方案基本解决了本系统的远程代码升级的问题，增强了系统软件维护的方便性，缩短了新产品的上市时间，也为用户提供了更安全、快捷的服务。用GPRS网络作为传输通道，为接入Internet困难的偏远地区的现场用电 监控终端 的远程维护，提出了一种全新的、可靠的设计方案。
参考文献
1 Philips LPC2000系列ARM的Flash存储器系统和编程使用指南.周立功单片机，2003
2 江西省电力公司.江西省用电现场服务与管理系统通信规约.2004
3 曾杰，蒋泽军，王丽芳，等.嵌入式远程调试器的设计与实现.计算机测量与控制.2005.13(7)：331～333
4 胡静静.实现基于GPRS的无线远程IAP功能.单片机与嵌入式系统应用.2005（6）：22～25
5 周立功,等. ARM微控制器基础与实战.北京：北京航空航天大学出版社，2004
6 （美）里吉斯.通用分组无线业务（GPRS）技术与应用.北京:人民邮电出版社，2004
韦文祥:讲师、工学硕士，主要从事检测与自动化装置、测控技术和嵌入式系统开发等方面的研究。
本文关键字：系统软件 DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术
