基于GPRS技術(shù)的POP3遠程升級系統(tǒng)設計

引 言

隨著科技的發(fā)展，低壓電力載波抄表終端已廣泛應用于電力的各個行業(yè)，為電力部門節(jié)省了人力物力資源并提高了效率。另一方面，電力載波抄表終端系統(tǒng)卻需要大量的工程人員去現(xiàn)場維護。這是各相關企業(yè)和公司急需解決的問題，針對這一問題，提出了基于POP3的低壓電力載波抄表終端的遠程升級系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過連接POP3升級服務器，下載新程序并進行Base 64解碼，最后利用ARM7的IAP功能實現(xiàn)程序的實時更新，解決了終端系統(tǒng)程序現(xiàn)場維護的問題，真正意義上節(jié)省了人力物力資源。該系統(tǒng)已應用于低壓電力載波抄表終端中，并取得了明顯的成效。

1 系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)主要有GPRS連接、POP3接收郵件、Base 64解碼和IA P編程4部分組成。GPRS連接通過SIM300模塊將低壓電力載波抄表終端連接到遠程升級服務器；然后，通過POP3協(xié)議將郵件服務器上的新程序下載到低壓電力載波抄表終端上；之后，對下載的程序進行Base 64解碼，最后通過LPC2214的IAP功能將解碼后的程序?qū)懙絃PC2214的FLASH中，完成遠程升級的功能。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 POP3協(xié)議和Base 64編碼原理

2．1 POP3協(xié)議

POP3適用于C／S結(jié)構(gòu)的脫機模型，是因特網(wǎng)電子郵件的第一個離線協(xié)議標準，POP3允許用戶從服務器上把郵件存儲到本地主機(即自己的計算機)上，同時刪除保存在郵件服務器上的郵件，而POP3服務器則是遵循POP3協(xié)議的接收郵件服務器，用來接收電子郵件的。POP3協(xié)議有三種狀態(tài)：認可狀態(tài)、處理狀態(tài)和更新狀態(tài)。當客戶機與服務器建立聯(lián)系時，一旦客戶機提供了自己身份并成功確認，即由認可狀態(tài)轉(zhuǎn)入處理狀態(tài)，在完成相應的操作后客戶機發(fā)出Quit命令，則進入更新狀態(tài)，更新之后重返認可狀態(tài)。

2．2 Base 64編碼原理

Base 64是一種很常見的編碼規(guī)范，被設計用來將任意序列的8字節(jié)描述為一種不易被人直接識別的形式。它的作用是將二進制序列轉(zhuǎn)換為人類可讀的ASCII字符序列，常用在需用通過文本來傳輸二進制數(shù)據(jù)的協(xié)議中，如HTTP和SMTP等。

Base 64編碼規(guī)則為對于待編碼數(shù)據(jù)，以3個字節(jié)為單位，依次取6位，前兩位補0形成8位編碼，由于3×8=4×6，3個字節(jié)的輸入會編碼成4個字節(jié)的輸出。如果剩下的字符不足3個字節(jié)，則用0填充，輸出字符使用“=”，因此編碼后輸出的文本末尾可能會出現(xiàn)1個或2個“=”。因此，Base 64解碼過程與編碼過程正好相反。這里給出解碼的關鍵程序示例：

3 LPC2214的IAP功能及FLASH Boot裝載程序

LPC2214的FLASH存儲器系統(tǒng)包含256 KBFLASH器件的17個扇區(qū)。FLASH存儲器從地址0開始并向上增加。Boot裝載程序控制復位后的初始化操作，并提供實現(xiàn)FLASH編程的方法。Boot裝載器可啟動對空片的編程、已編程器件的擦除和再編程以及在運行系統(tǒng)中由應用程序?qū)LASH存儲器進行編程。

對于IAP來說，應當通過寄存器r0中的字指針指向存儲器(RAM)包含的命令代碼和參數(shù)，以調(diào)用IAP程序。IAP的命令結(jié)果返回到寄存器r1所指向的返回表。用戶可通過傳遞寄存器r0和r1中的相同指針重用命令表來得到結(jié)果。參數(shù)表應當大到足夠保存所有的結(jié)果，以防結(jié)果的數(shù)目大于參數(shù)的數(shù)目。參數(shù)和結(jié)果的數(shù)目根據(jù)IAP命令而有所不同。參數(shù)的最大數(shù)目為5，由“將RAM內(nèi)容復制到FLASH”命令傳遞；結(jié)果的最大數(shù)目為2，由“扇區(qū)查空”命令返回。命令處理程序在接收到一個未定義的命令時發(fā)送狀態(tài)代碼IN-VALID_COMMAND。IAP程序是thumb代碼，位于地址0x7FFFFFF0。

4 遠程升級軟件設計

首先，系統(tǒng)對SIM300模塊進行初始化，然后連接遠程升級服務器，接著通過POP3協(xié)議登錄郵件服務器，并下載新程序，主ARM將下載的程序進行Base 64解碼，最后通過IAP將解碼后的程序?qū)懙紸RM的FLASH中，以完成遠程升級的目的。詳細流程圖如圖2所示。由于遠程升級需要低壓電力載波抄表終端抄表主程序的配合，因此這里給出了遠程升級相關的部分。在IAP寫FLASH的過程中，需要注意FLASH存儲器在寫或擦除操作過程中不可被訪問。執(zhí)行FLASH寫／擦除操作的IAP命令使用片內(nèi)RAM頂端的32個字節(jié)空間。用戶程序不應使用該空間。IAP擦除FLASH的部分源碼如下：

5 結(jié) 語

針對各電力相關企業(yè)和公司需要大量的工程人員現(xiàn)場維護低壓電力載波抄表終端的問題，提出基于POP3的遠程升級系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過GPRS連接到遠程的升級服務器，下載最新的程序，并對齊進行Base64解碼，最后利用IAP將其寫于低壓電力載波抄表終端中．實現(xiàn)低壓電力載波抄表終端遠程升級功能。該系統(tǒng)解決了工程人員必須現(xiàn)場維護的問題，為企業(yè)和公司節(jié)省了人力、物力資源，并提高了效率。