【正文】 (4) 勇于嘗試 系統(tǒng)即使經(jīng)過了非常嚴(yán)格的論證也仍然可能存在問題，或許面對問題一時(shí)沒有很好的解決方案，但是有一個(gè)或許可行的大膽的想法，不要猶豫，試一試吧。在這次設(shè)計(jì)中，令我感受最深 的就是對所學(xué)的知識綜合運(yùn)用與理解，同時(shí)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(jì)和實(shí) 現(xiàn)進(jìn)行了討論。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課 程設(shè)計(jì) 16 (2)由于無線上網(wǎng)和手機(jī)業(yè)務(wù) (短信和打電話 )各自對無線信道的獨(dú)占性，即打電話時(shí)不能上網(wǎng)，但可以收發(fā)短信，上網(wǎng)時(shí)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(shí)，終端便開始上網(wǎng)，使用 PPP撥號協(xié)議。 (2)手機(jī)向終端發(fā)送帶有“ st”字串的短信，終端收到短信后，主動(dòng)的 給手機(jī)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(diǎn)、賓館、醫(yī)院等信息、用戶能夠在電子地圖上根據(jù)需要進(jìn)行查詢。其中多功能車載 GPS終端分布在各移動(dòng)的車輛上，負(fù)責(zé)接收 GPS 衛(wèi)星定位信息、通過 GPS接收機(jī)中的處理器解算出車輛所處的位置坐標(biāo)。GPRS 通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，具有覆蓋面廣、隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。 GPS車載電臺(tái)的定位數(shù)據(jù)經(jīng)車載電臺(tái)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(yùn)行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機(jī) /目標(biāo)模 式 。 (5)完善的網(wǎng)絡(luò)通信和文件管理機(jī)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(shí)時(shí)系統(tǒng)中，操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計(jì)的正確程度，而且與這些操作進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)，也就是說，實(shí)時(shí)系統(tǒng)對邏輯和時(shí)序的要求非常嚴(yán)格，如果邏輯和時(shí)序控制出現(xiàn)偏差將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(yùn)行， 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課 程設(shè)計(jì) 8 空閑和睡眠工作方式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(gè)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(rèn)為是二十世紀(jì)影響人類社會(huì) 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(shí)與 GPS結(jié)合也提高 TGIS動(dòng) 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(jì)數(shù)得出偽距差。因此，在一 個(gè)測站上為求出 4個(gè)未知參數(shù)，至少需要 4 個(gè)觀測值。利用 GPS進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位，如果按參考點(diǎn)位置的不同，又分為單點(diǎn)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(huì)的原理確定點(diǎn)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(gè)載波頻率 (L，、 LZ)的雙頻接收機(jī)，以雙頻接收機(jī)為精度定位的主要用機(jī)。一臺(tái) C波段發(fā)射機(jī)和一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。 (2)地面監(jiān)控部分 GPS衛(wèi)星作為一種動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)，其“已知數(shù)據(jù)”為表述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)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(jī)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(shí)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(jī)的移動(dòng)載體的動(dòng)態(tài)位置 (經(jīng)度、緯度、高度 )、時(shí)間、狀態(tài)等信息實(shí)時(shí)的通過無線網(wǎng)絡(luò)鏈接到指揮控制中心，而后在具有強(qiáng)大地理信息處理和查詢功能的電子地圖上進(jìn)行載體運(yùn)動(dòng)軌跡的顯示，并能對載體的準(zhǔn)確位置、速度、運(yùn) 動(dòng)方向、車輛狀態(tài)等基本信息進(jìn)行監(jiān)控和查詢。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，但與此同時(shí)城市交通問題變的日益嚴(yán)重，己成為嚴(yán)重影響許多大中城市發(fā)展的重點(diǎn)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(jì) ....................................................... 錯(cuò)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(jì)原則。隨后給 出了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，詳細(xì)描述了車載終端的設(shè)計(jì)，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(cuò)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(shí)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(gè)可視化的平臺(tái)， GPS技術(shù)使車輛的實(shí)時(shí)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(yuǎn)距離監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)。它是由美國軍方從二十世紀(jì) 70 年代開始研制，歷時(shí) 20 余年，耗資 200多億美元，于 1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)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(gè)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(yùn)行情況，是否需要糾正運(yùn)行軌道以及使各衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)一一GPS 時(shí)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(chǔ)器中，供衛(wèi)星向用戶發(fā)送。 對于車載型接收機(jī)，主要用于運(yùn)動(dòng)車輛的監(jiān)控定位，可實(shí)時(shí)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(jī) 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(jì) 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(shí)鐘和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，故意降低GPS定位精度。在繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星上裝有無線電信號發(fā)射機(jī)，在接收機(jī)時(shí)鐘的控制下，可以測定信號到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△ t，進(jìn)而求出衛(wèi)星和 接收機(jī)之間的距離 。 (l)靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位 靜態(tài)定位是指 GPS接收機(jī)在進(jìn)行定位時(shí)，待定點(diǎn)的位置相對其周圍的點(diǎn)位置沒有發(fā)生變化，其天線位置處于固定不動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)。相對定位又稱差分定位，是采用兩臺(tái)以上的接收機(jī)同步觀測相同的 GPS衛(wèi)星，以確定接收機(jī)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(jì)數(shù)法進(jìn)行測量時(shí)，所需觀測時(shí)間一 般較長，同時(shí)，在觀測過程中接收機(jī)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(jī)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(gè) uART以及 BluetoothuART， 1個(gè) IZc總線接口單元，支持 2個(gè) 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(shí)間己經(jīng)發(fā)展成為功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)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(tái)方式的缺點(diǎn)是速度比較慢，容量小，系統(tǒng)覆蓋范圍小，且建設(shè)和維護(hù)電 臺(tái)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(jī)上，同時(shí)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理后與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的 GIS電子地圖進(jìn)行匹配，并在地圖上動(dòng)態(tài)顯示坐標(biāo)的正確位置。 (4)遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線圖像 監(jiān)控功能。 (3)手機(jī)向終端發(fā)送帶有“ st”字串的短信，終端收到短信后，自動(dòng)掛斷當(dāng)前的電話。終端成功上網(wǎng)后，便可進(jìn)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(huì)自動(dòng)下線，并恢復(fù)到上網(wǎng)前的狀態(tài)。 本課題在設(shè)計(jì)過程中，對硬件實(shí)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(jì)中，我其實(shí)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(shí)，把每一個(gè)變