M2M終端的硬件核心為GPRS通信模塊MC35i和ARM處理器AT91SAM7S64，它們的接口設(shè)計如圖1所示。M2M終端對外留有2個RS232串口，通過發(fā)送預(yù)先定義好的數(shù)字指令，可以實現(xiàn)M2M終端的啟動、關(guān)閉等。當(dāng)M2M終端與Internet建立連接后，只需把封裝好的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到M2M終端，由其完成向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。

　　GPRS模塊是實現(xiàn)M2M終端平臺的核心部分，設(shè)計中采用西門子公司的GPRS通信模塊MC35i。本模塊包括CPU接口電路、SIM卡接口電路和MC35i外圍電路，MC35i支持GPRS的四種編碼協(xié)議CS-1、CS-2、CS-3和CS-4，理論上傳輸速率可達172kbps。它具備完整的GSM和GPRS功能，可以廣泛應(yīng)用在相關(guān)的M2M數(shù)據(jù)傳輸平臺上。MC35i提供了標(biāo)準(zhǔn)AT命令界面和一個RS232接口，用于與外部應(yīng)用系統(tǒng)連接。

　　本數(shù)據(jù)傳輸平臺處理器采用ATMEL公司生產(chǎn)的32位ARM7TDMI體系結(jié)構(gòu)處理器AT91SAM7S64，該芯片采用3.3V電壓進行供電，支持低功耗模式，它具有64kB的FLASH和16kB的SRAM，具備豐富的外圍設(shè)備資源，其中包括3個UART通信串口和1個USB2.0全速設(shè)備，利用本芯片完成系統(tǒng)功能的同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)的高性價比。CPU模塊硬件電路包括：時鐘電路、JTAG接口電路，RS232接口電路等。

　　通過GPRS進行數(shù)據(jù)的傳輸需要經(jīng)過Internet網(wǎng)絡(luò)進行中轉(zhuǎn)，因而傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封裝必須進行TCP／IP協(xié)議。文中利用軟件進行了數(shù)據(jù)封裝，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)過傳輸層UDP協(xié)議頭封裝，然后是IP協(xié)議頭的封裝，進行PPP協(xié)議的封裝。

　　MC35i將接收到的數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡(luò)中。通過Internet網(wǎng)絡(luò)路由器中轉(zhuǎn)，最終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。接收端對接收到的數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的層次進行解析，從而確定數(shù)據(jù)的目標(biāo)程序。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計采用分層的結(jié)構(gòu)，從底到上分別為：串口驅(qū)動層(物理層)、PPP協(xié)議層(鏈路層)、IP協(xié)議層(網(wǎng)絡(luò)層)、UDP協(xié)議和ICMP層(傳輸層)以及應(yīng)用層。在移植好的LwIP協(xié)議棧中，通過在各層中建立相應(yīng)功能的線程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝。底層軟件為上層軟件提供函數(shù)支持，上層軟件利用底層軟件完成應(yīng)用程序的編寫和實現(xiàn)。軟件采用自底向上的設(shè)計方法逐步實現(xiàn)系統(tǒng)中各個函數(shù)的功能，各部分函數(shù)實現(xiàn)均采用模塊化的設(shè)計方法。每個任務(wù)對應(yīng)一個模塊

　　對每個任務(wù)單獨進行設(shè)計后，最終由FreeRTOS操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，通過采用信號量和郵箱的方式實現(xiàn)多個任務(wù)之間的通信，軟件各部分主要函數(shù)之間的關(guān)系如圖3所示。