【正文】 (4) 勇于嘗試 系統(tǒng)即使經(jīng)過了非常嚴格的論證也仍然可能存在問題，或許面對問題一時沒有很好的解決方案，但是有一個或許可行的大膽的想法，不要猶豫，試一試吧。在這次設(shè)計中，令我感受最深 的就是對所學(xué)的知識綜合運用與理解，同時也讓我明白了過程的艱辛和困難。本文還對監(jiān)控中心的設(shè)計和實 現(xiàn)進行了討論。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課 程設(shè)計 16 (2)由于無線上網(wǎng)和手機業(yè)務(wù) (短信和打電話 )各自對無線信道的獨占性，即打電話時不能上網(wǎng)，但可以收發(fā)短信，上網(wǎng)時收不到短信和接不了電話。 當(dāng)接收到的短信中含有上網(wǎng)的有效信息時，終端便開始上網(wǎng)，使用 PPP撥號協(xié)議。 (2)手機向終端發(fā)送帶有“ st”字串的短信，終端收到短信后，主動的 給手機回電話。 (3)信息查詢功能 :為用戶提供主要物標(biāo)，如旅游景點、賓館、醫(yī)院等信息、用戶能夠在電子地圖上根據(jù)需要進行查詢。其中多功能車載 GPS終端分布在各移動的車輛上，負責(zé)接收 GPS 衛(wèi)星定位信息、通過 GPS接收機中的處理器解算出車輛所處的位置坐標(biāo)。GPRS 通過手機網(wǎng)絡(luò)信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，具有覆蓋面廣、隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。 GPS車載電臺的定位數(shù)據(jù)經(jīng)車載電臺調(diào)制，并由車載天線發(fā)射給基站，基站把數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心。交叉開發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件環(huán)境，它與運行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機 /目標(biāo)模 式 。 (5)完善的網(wǎng)絡(luò)通信和文件管理機制 Linux從誕生之日起就與 inter密不可分，支持所有標(biāo)準(zhǔn)的 Inter網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議，并且很容易移植到嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中。這些特性使得 Linux系統(tǒng)內(nèi)核可以裁剪得非常小巧，很適合于嵌入式系統(tǒng)的需要。在實時系統(tǒng)中，操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計的正確程度，而且與這些操作進行的時間有關(guān)，也就是說，實時系統(tǒng)對邏輯和時序的要求非常嚴格，如果邏輯和時序控制出現(xiàn)偏差將會產(chǎn)生嚴重后果。，電源管理器和中斷控制器電源控制器可控制快速，運行， 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課 程設(shè)計 8 空閑和睡眠工作方式。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過 1000 多種，流行體系結(jié)構(gòu)有 30 多個系列。系統(tǒng)采用 Intel公司 Xscale架構(gòu)的 PXA255處理器為核心處理器，操作系統(tǒng)選用嵌入式 Linux系統(tǒng)。 (3)GISGPS： GPS被認為是二十世紀(jì)影響人類社會 12大技術(shù)之一，然而 GPS如與 GIS結(jié)合，才能普及它的應(yīng)用，而不只是停留在大地測量領(lǐng)域，如智能化交通 (ITS)中基于電子地圖的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等，同時與 GPS結(jié)合也提高 TGIS動 態(tài)分析的能力。利用 GPS衛(wèi)星的較高的射電頻率，由積分多普勒計數(shù)得出偽距差。因此，在一 個測站上為求出 4個未知參數(shù)，至少需要 4 個觀測值。利用 GPS進行定位有多種方式，如果就用戶接收機天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為靜態(tài)定位與動態(tài)定位，如果按參考點位置的不同，又分為單點定位和相對定位。 (二 )GPS衛(wèi)星定位的基本原理 GPS 衛(wèi)星的定位原理是利用測繪學(xué)中的測距交會的原理確定點位。 GPS信號的產(chǎn)生如圖 。在載波 L:上只調(diào)制有 P碼和數(shù)據(jù)碼。)和用兩個載波頻率 (L，、 LZ)的雙頻接收機，以雙頻接收機為精度定位的主要用機。一臺 C波段發(fā)射機和一臺電子計算機。 (2)地面監(jiān)控部分 GPS衛(wèi)星作為一種動態(tài)已知點，其“已知數(shù)據(jù)”為表述衛(wèi)星運動及其軌道參數(shù)的“衛(wèi)星星歷”，不可能也無需在衛(wèi) 星上設(shè)置龐雜的機構(gòu)去測算和編制，而是由地面監(jiān)控站測算好后編成電文形式發(fā)送給衛(wèi)星，再由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面用戶。同一軌道面內(nèi)相鄰兩衛(wèi)星間升交距相差 900，相鄰兩軌道面上的衛(wèi)星升交角 比較，東邊比西邊超過 30’。其意為“衛(wèi)星測時測距導(dǎo)航 /全球定位系統(tǒng)”，簡稱 GPS 系統(tǒng)。主要功能是將裝有 GPS接收機的移動載體的動態(tài)位置 (經(jīng)度、緯度、高度 )、時間、狀態(tài)等信息實時的通過無線網(wǎng)絡(luò)鏈接到指揮控制中心，而后在具有強大地理信息處理和查詢功能的電子地圖上進行載體運動軌跡的顯示，并能對載體的準(zhǔn)確位置、速度、運 動方向、車輛狀態(tài)等基本信息進行監(jiān)控和查詢。 隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，但與此同時城市交通問題變的日益嚴重，己成為嚴重影響許多大中城市發(fā)展的重點問題之一，許多大中城市政府部門每年都要投入大量的人力、物力，用以改善和 解決城市交通擁擠的問題。 4 車載終端設(shè)計 ....................................................... 錯誤 !未定義書簽。文章分析了 GPS 衛(wèi)星信號特征與定位原理，描述了嵌入式 GIS體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計原則。隨后給 出了系統(tǒng)總體方案設(shè)計，詳細描述了車載終端的設(shè)計，包括GPS 模塊、語音留言模塊、視頻取證與輔助倒車模塊、無線傳輸模塊以及程序界面編寫等內(nèi)容。 定位模塊 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。人民生活水平的不斷提高，使得擁有私車的人的數(shù)量迅速增加，這不但加劇了城市道路交通擁堵狀況，同時也帶來了車輛被盜事件的頻發(fā)。電子地圖數(shù)據(jù)庫為車輛的監(jiān)控管理提供了一個可視化的平臺， GPS技術(shù)使車輛的實時定位成為可能，通信技術(shù)則在GIS和 GPS之間架起了橋梁，使得遠距離監(jiān)控得以實現(xiàn)。它是由美國軍方從二十世紀(jì) 70 年代開始研制，歷時 20 余年，耗資 200多億美元，于 1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 GPS衛(wèi)星的主要作用主要有以下三個方面 : 接收地面注入站發(fā)送的導(dǎo)航電文和其它信號。另外，衛(wèi)星上各種設(shè)備是否工作正常，是否啟用備件，衛(wèi)星運行情況，是否需要糾正運行軌道以及使各衛(wèi)星處于同一時間標(biāo)準(zhǔn)一一GPS 時間系統(tǒng)等，都需要由地面站來完成。其主要作用是將主控站需傳輸給衛(wèi)星的資料以既定的方式注入到衛(wèi)星存儲器中，供衛(wèi)星向用戶發(fā)送。 對于車載型接收機，主要用于運動車輛的監(jiān)控定位，可實時給出車輛的位置和速度。 GPS衛(wèi)星的測距碼和數(shù)據(jù)碼是采用調(diào)相技術(shù)調(diào)制到載波上 的，由于偽隨機 碼只有‘ 1’和‘ 0’，兩種狀態(tài)。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課 程設(shè)計 4 圖 SA 技術(shù)，即有選擇可用性技術(shù)，它是人為地將誤差引入衛(wèi)星時鐘和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，故意降低GPS定位精度。在繞地球運行的人造地球衛(wèi)星上裝有無線電信號發(fā)射機，在接收機時鐘的控制下，可以測定信號到達接收機的時間△ t，進而求出衛(wèi)星和 接收機之間的距離 。 (l)靜態(tài)定位與動態(tài)定位 靜態(tài)定位是指 GPS接收機在進行定位時，待定點的位置相對其周圍的點位置沒有發(fā)生變化，其天線位置處于固定不動的靜止?fàn)顟B(tài)。相對定位又稱差分定位，是采用兩臺以上的接收機同步觀測相同的 GPS衛(wèi)星，以確定接收機天線間的相互位置關(guān)系的一種方法。當(dāng)采用積分多普勒計數(shù)法進行測量時，所需觀測時間一 般較長，同時，在觀測過程中接收機振蕩器要求保持較高的穩(wěn)定。 (4)GISInter技術(shù)：基于 Inter技術(shù)的 GIS，已成為 GIS發(fā)展的重要方向，可以利用Inter在 Web上發(fā)布和出版空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，從而使 GIS的應(yīng)用更加靈活。本系統(tǒng)所包含的功能如下 :視頻取證功能 。但與全球 PC 市場不同的是，沒有一種微處理器和微處理器公司可以主導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)市場。 (5)接口資 源豐富 :具有 DMA 控制器， LCD 控制器， USB 從機模塊，支持 車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用口標(biāo)準(zhǔn)， 3個 uART以及 BluetoothuART， 1個 IZc總線接口單元，支持 2個 CMCI/CF卡插槽，多媒體卡控制器以及 JTAG調(diào)試等模塊。 Linux 從 1991 年問世到現(xiàn)在，短短的十幾年時間己經(jīng)發(fā)展成為功能強大、設(shè)計完善的操作系統(tǒng)之一，不僅可以與各種傳統(tǒng)的商業(yè)操作系統(tǒng)分庭抗?fàn)帲谛屡d的嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)也獲得了飛速發(fā)展。 (3)開放源碼，軟件豐富 Linux是開放源 代碼的自由操作系統(tǒng)，它為用戶提供了最大限度的自由度，由于嵌入式系統(tǒng)千差萬別，往往需要針對具體的應(yīng)用進行修改和優(yōu)化，因而獲得源代碼就變得至關(guān)重要了。 這些都為開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用打下了很好的基礎(chǔ)。 建立交又開發(fā)環(huán) 境是進行嵌入式軟件開發(fā)的第一步，目前常用的交叉開發(fā)環(huán)主要有開放和商業(yè)兩種類型。電臺方式的缺點是速度比較慢，容量小，系統(tǒng)覆蓋范圍小，且建設(shè)和維護電 臺基站系統(tǒng)的成本很高，不是一般用戶所能承受。但其傳輸速率較低，傳輸圖像、視頻等大數(shù)據(jù)有困難。坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)處理 后可以顯示在本機上，同時通過 CDMA 模塊，以短信的形式將車輛的位置、狀態(tài)等信息發(fā)送至公網(wǎng)，公網(wǎng)將接收到的車輛定位信息傳送至監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心經(jīng)過計算機系統(tǒng)的處理后與計算機系統(tǒng)上的 GIS電子地圖進行匹配，并在地圖上動態(tài)顯示坐標(biāo)的正確位置。 (4)遠程無線圖像監(jiān)控 :通過接收由 CDMA無線網(wǎng)絡(luò)傳送來的車載終端發(fā)送的圖像信息、實現(xiàn)遠程無線圖像 監(jiān)控功能。 (3)手機向終端發(fā)送帶有“ st”字串的短信，終端收到短信后，自動掛斷當(dāng)前的電話。終端成功上網(wǎng)后，便可進行數(shù)據(jù)傳送。程序采取的措施是電話結(jié)束后發(fā)送stop短信保證不再占有信道，上網(wǎng)過程中遇到一些情況，比如 :服務(wù)器關(guān)閉，未打開，綁定失敗，服務(wù)器要求停止傳送等，都會自動下線，并恢復(fù)到上網(wǎng)前的狀態(tài)。 本課題在設(shè)計過程中，對硬件實現(xiàn)采用集成化的思想，充分利用開發(fā)板的資 源 。在課程設(shè)計中，我其實遇到了好多的困難，但我始終記得黃智偉教授的那句話：“你努力了可能做不好，但你不努力是絕對做不好的。勇 于嘗試往往能夠找到更好的解決方法。在寫代碼時，把每一個變