【文章內(nèi)容簡介】 感器組、振動(dòng)傳感器組、霍爾器件組和熱釋電紅外傳感器組組成，用于汽車防盜信息的采集以及數(shù)據(jù)的初步融合處理。 放大處理多路開關(guān)加速度傳感器放大處理采集信息A/D轉(zhuǎn)換GMO接口霍爾器件霍爾器件霍爾器件放大處理放大處理放大處理霍爾器件放大處理邏輯或微波多普傳感器 數(shù)據(jù)采集模塊的構(gòu)成利用微波多普勒傳感器對(duì)入侵范圍進(jìn)行監(jiān)測微波多普勒傳感器采用Agilis公司的HB100微波運(yùn)動(dòng)傳感器模塊。HB100的多普勒效應(yīng)收發(fā)機(jī)模塊利用介質(zhì)諧振振蕩器和微帶接插天線技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)低電流消耗、高溫穩(wěn)定性和高靈敏度。 對(duì)車體的振動(dòng)與傾斜狀況進(jìn)行測量，可以對(duì)竊賊采用拖吊法盜竊車輛以及破壞車體的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警。由于加速度傳感器ADXL202E能夠測量0~5kHz、士2g范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)加速度：動(dòng)態(tài)加速度的測量可以用于振動(dòng)檢測，利用靜態(tài)的重力加速度作為輸入矢量，就可以確定物體的空間方向。因此可以利用ADXL202E同時(shí)對(duì)車體的振動(dòng)和傾斜角度進(jìn)行監(jiān)測。利用霍爾開關(guān)器件對(duì)車門的開關(guān)進(jìn)行監(jiān)測A3210E是霍爾效應(yīng)開關(guān)器件。采用數(shù)字信號(hào)輸出，在南、北磁極的作用下均能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)：磁極靠近時(shí)，開關(guān)打開，輸出電平為低；磁極遠(yuǎn)離時(shí)，開關(guān)關(guān)閉，輸出電平為高。該類傳感器的功耗非常低，如A3209E的功耗低達(dá)400mW，特別適合低功耗應(yīng)用?；魻柶骷M的設(shè)計(jì)是將多個(gè)霍爾器件分布在汽車的4個(gè)車門，將車門打開時(shí)，霍爾器件會(huì)發(fā)出微弱的電信號(hào)，然后將每個(gè)開關(guān)器件的輸出信號(hào)送至器件組的局部決策中心進(jìn)行融合，這里將4個(gè)車門的警報(bào)等級(jí)看作相同，可以直接采用硬件進(jìn)行“或” 運(yùn)算，得到融合結(jié)果送至中央處理模塊。 圖像報(bào)警圖像報(bào)警是系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，也是系統(tǒng)的難點(diǎn)，通過對(duì)監(jiān)視圖像的分析和控制，實(shí)現(xiàn)報(bào)警和警情處理。該技術(shù)中融合了傳感器、數(shù)字化處理、攝像與圖像處理技術(shù)。 圖像報(bào)警流程由于傳感器是一種微弱信號(hào)檢測設(shè)備，很容易受外界因素的影響而導(dǎo)致誤報(bào)警，有些通過用戶的努力是可以避免的；有些從原理上講是不可以避免的，如小動(dòng)物和電磁波干擾引起的誤報(bào)警。為了盡量降低誤報(bào)率，該系統(tǒng)采用了一種數(shù)字化處理技術(shù)，即對(duì)模擬信號(hào)直接進(jìn)行數(shù)字化處理，通過對(duì)各種入侵情況和干擾情況的綜合分析，在MCU上預(yù)先設(shè)定報(bào)警閾值。經(jīng)傳感器采集到的信號(hào)送至MCU處理，超過報(bào)警閾值時(shí)，MCU啟動(dòng)報(bào)警；在報(bào)警閾值以下則判為干擾信號(hào)，不報(bào)警。本設(shè)計(jì)以嵌入式系統(tǒng)為平臺(tái)，結(jié)合傳感器、數(shù)據(jù)采集、圖像處理和無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車的遠(yuǎn)程監(jiān)控和防盜功能，有效減少了汽車報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)。在理論和實(shí)踐上實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車全天候的圖像監(jiān)控。由于受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，報(bào)警信息可能會(huì)有延遲，隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，相信這些問題都會(huì)得到完美的解決。 操作系統(tǒng)Linux內(nèi)核的配置配置Linux內(nèi)核的步驟如下：首先，進(jìn)入系統(tǒng)的源代碼目錄/，運(yùn)行menuconfig命令，系統(tǒng)就自動(dòng)進(jìn)入配置界面。界面很直觀，這里，需要分別對(duì)串口、網(wǎng)卡和攝像頭進(jìn)行配置。 網(wǎng)卡和串口的配置內(nèi)核映像的下載需要用到串口和網(wǎng)卡，必須對(duì)串口和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修改，以保證能夠順利完成移植工作。為了使內(nèi)核支持串口，在進(jìn)行內(nèi)核配置時(shí)，對(duì)串口必須要有以下的配置選項(xiàng)：　　[*] ARM AMBA PLOT! serial port support　　[*]Support for console on AMBA serial port　　對(duì)網(wǎng)卡必須要有以下的內(nèi)核配置選項(xiàng):　　*)Ethernet (10 or 100M)　　Generic Media independent InteRFace device support　　[*]SMC 91C9x/91Clxxx support串口驅(qū)動(dòng)程序位于源碼樹的///drivers/serial/，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序位于linux/drivers/net/ann/。網(wǎng)卡的Memory map要比串口的簡單。 編譯新內(nèi)核配置好內(nèi)核后，進(jìn)入//usr/src/:1. $make dep，以正確設(shè)置所有的依賴關(guān)系。2. $make clean，清除所有己存在的目標(biāo)文件。如果忘記做這一步，生成的內(nèi)核將會(huì)非常龐大。3. $make zImage，生成一個(gè)經(jīng)過壓縮的內(nèi)核。4. 運(yùn)行make modules和make modules_install。5. make install。一旦為目標(biāo)系統(tǒng)編譯了內(nèi)核，通過使用引導(dǎo)裝載程序(bootloader)，內(nèi)核就被裝入到目標(biāo)系統(tǒng)的內(nèi)存。通過使用串口，引導(dǎo)裝載程序與主機(jī)通信，將內(nèi)核傳送到目標(biāo)機(jī)的DRAM中。將內(nèi)核完全裝入目標(biāo)機(jī)后，引導(dǎo)裝載程序?qū)⒖刂茩?quán)交給內(nèi)核。 防盜報(bào)警電路元器件的選擇 CPU的選擇S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核。該處理器擁有：獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4路DMA，4路帶PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IICBUS 接口，IISBUS 接口，2個(gè)USB主機(jī)，1個(gè)USB設(shè)備，SD主機(jī)和MMC接口，2路SPI。S3C2410處理器最高可運(yùn)行在203MHz。核心板的尺寸僅相當(dāng)于名片的2/3大小，尺寸如此小巧的嵌入式核心板是國內(nèi)首創(chuàng)。開發(fā)商可以充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)制造出小體積，高性能的嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品?！　。?）S3C2410芯片集成了大量的功能單元，包括：　　 ◆ ，外部I/，16KB數(shù)據(jù)Cache，16KB指令Cache，MMU。　　◆ 內(nèi)置外部存儲(chǔ)器控制器（SDRAM控制和芯片選擇邏輯）?！　　?LCD控制器，一個(gè)LCD專業(yè)DMA?！　　?4個(gè)帶外部請(qǐng)求線的DMA。　　◆ 3個(gè)通用異步串行端口（，16Byte Tx FIFO and 16Byte Rx FIFO），2通道SPI　　◆ 一個(gè)多主I2C總線，一個(gè)I2S總線控制器?！　　?。　　◆ 兩個(gè)USB HOST，一個(gè)USB DEVICE（）?！　　?4個(gè)PWM定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器?！　　?看門狗定時(shí)器。　　◆ 117個(gè)通用I/O。　　◆ 56個(gè)中斷源?！　　?24個(gè)外部中斷?！　　?電源控制模式：標(biāo)準(zhǔn)、慢速、休眠、掉電。　　◆ 8通道10位ADC和觸摸屏接口。　　◆ 帶日歷功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘?！　　?芯片內(nèi)置PLL?！　　?設(shè)計(jì)用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)?！　　?16/32位RISC體系結(jié)構(gòu)，使用ARM920T CPU核的強(qiáng)大指令集?！　　?帶MMU的先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)支持WinCE、EPOC3Linux?！　　?指令緩存（Cache）、數(shù)據(jù)緩存、寫緩存和物理地址TAG RAM，減小了對(duì)主存儲(chǔ)器帶寬和性能的影響。　　◆ ARM920T CPU支持ARM調(diào)試的體系結(jié)構(gòu)。◆ 內(nèi)部先進(jìn)的位控制器總線（AMBA）（，AHB/APB）。本設(shè)計(jì)選用的是三星的S3C2410基于ARM內(nèi)核，最大工作頻率能達(dá)到203MHz，能支持NAND閃存啟動(dòng)，具有更高的性價(jià)比。另外，S3C2410在市場上己有很多成熟的應(yīng)用，因此選用了S3C2410作為系統(tǒng)的CPU。本設(shè)計(jì)運(yùn)用S3C410集成了一個(gè)LCD控制器(支持STN和TFT液晶顯示屏)、NAND閃存控制器、SDRAM控制器、3個(gè)通道的UART、4個(gè)通道的DMA、4個(gè)具有PWM功能的計(jì)時(shí)器和1個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘，以及8通道的10位ADC。它還有很多豐富的外部接口，如觸摸屏、I2C總線、12S總線接口，以及2個(gè)US主機(jī)接口、1個(gè)USB設(shè)備接口、2個(gè)SPI接口、SD接口。在時(shí)鐘方面，S3C2410集成了一個(gè)具有日歷功能的RTC(實(shí)時(shí)控制)和具有PLL的芯片時(shí)鐘發(fā)生器。能產(chǎn)生200MHz的工作頻率。這樣的工作頻率能夠使處理器輕松運(yùn)行ＷinCE、Linux等操作系統(tǒng)，以及進(jìn)行較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。本設(shè)計(jì)運(yùn)用它的觸摸屏、USB接口等外部接口。 TFT屏選擇本設(shè)計(jì)采用TFT屏256色的調(diào)色板顯示模式16M色非調(diào)色板顯示模式分辯率為640*480的LCD USB攝像頭的選擇cam301p攝像頭小巧,易隱藏,非常有特色的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)選用的這款酷哇迷你針孔式攝像頭,可以任意旋轉(zhuǎn),任意擺放,鏡頭鑲嵌在金屬針筒內(nèi),非常小巧,金屬外殼更讓這款攝像頭能適應(yīng)各種環(huán)境,堅(jiān)固耐用,接上一條USB延長線,可以深入各種不被人注意的角落,不容易被人發(fā)現(xiàn),配合相關(guān)視頻監(jiān)控軟件的使用,讓汽車防盜真正成為可能。cam301p式攝像頭的鏡頭采用成熟可靠的雙核500萬像素高品質(zhì)解碼芯片+鎂光360方案,在針孔頭部鑲嵌著鏡頭,這個(gè)鏡頭采用的是進(jìn)口的專業(yè)數(shù)碼相機(jī)五玻微凸光學(xué)鏡頭,超強(qiáng)濾波,效果極佳?？嵬踜aywa高清晰500萬像素usb攝像頭設(shè)計(jì)獨(dú)特 ,采用金屬材質(zhì),不怕擠壓碰撞。 微波多普勒傳感器選擇Agilis公司多普勒微波傳感器內(nèi)置的多普勒效應(yīng)收發(fā)機(jī)模塊利用DRO（介質(zhì)諧振振蕩器）和微帶接插天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了低電流消耗、高溫穩(wěn)定性、高可靠性和扁平外形。40，重8克。第3章 硬件電路設(shè)計(jì) S3C2410的LCD接口電路S3C2410支持TFT／STN型的LCD，但是不能直接與LCD相連，需要接口板驅(qū)動(dòng)，而本設(shè)計(jì)是LCD集成了驅(qū)動(dòng)電路，使得設(shè)計(jì)更為方便穩(wěn)定，該LCD應(yīng)用了最新的QVGA技術(shù)，分辨率是640*480像素的液晶輸出方式，使得顯示的像素更高、更清晰。該LCD采用4線電阻觸摸屏，4線電阻模擬量技術(shù)的2層透明金屬層工作時(shí)每層均增加恒定電壓：一個(gè)豎直方向YD、YU，一個(gè)水平方向XR、XL，總共需4根電纜。其特點(diǎn)是：高解析度，高速傳輸反應(yīng)，表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理，具有光面及霧面處理，一次校正，穩(wěn)定性高，不漂移通過。LCD通過50引腳的插座與S3C2410接口電路連接。 LCD連接電路圖 觸摸屏電路設(shè)計(jì) ADS7843內(nèi)駐一個(gè)多路低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)組成的供電測量電路網(wǎng)絡(luò)、12bit逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器和異步串行數(shù)據(jù)輸入輸出,ADS7843根據(jù)微控制器發(fā)來的不同測量命令導(dǎo)通相應(yīng)的模擬開關(guān),以便向觸摸屏電極對(duì)提供電壓,并把相應(yīng)電極上的觸點(diǎn)坐標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的電壓模擬量引入A/D轉(zhuǎn)換器,圖1為ADS7843內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。X+、Y+、X、Y為觸摸屏電極模擬電壓輸入。CS為ADS7843的片選輸入信號(hào),低電平有效。DCLK接外部時(shí)鐘輸入,為芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和異步串行數(shù)據(jù)輸入/輸出提供時(shí)鐘。DIN串行數(shù)據(jù)輸入端,當(dāng)CS低電平時(shí),輸入數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿將串行數(shù)據(jù)鎖存。DOUT串行數(shù)據(jù)輸出端,在時(shí)鐘下降沿?cái)?shù)據(jù)由此移位輸出,當(dāng)CS為高電平時(shí),DOUT呈高阻態(tài)。BUSY為系統(tǒng)忙標(biāo)志端,當(dāng)CS為低電平,且BUSY為高電平時(shí),表示ADS7843正在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。VREF參考電壓輸入端,電壓值在+1V到+VCC之間變化。PENIRQ為筆觸中斷,低電平有效。ININ4為輔助ADC轉(zhuǎn)換輸入通道。+VCC為電源輸入。 　ADS7843內(nèi)部結(jié)構(gòu) 　　ADS7843完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需要與微控制器進(jìn)行3次通信,第一次微處理器通過異步數(shù)據(jù)傳送向ADS843發(fā)送控制字,其中包括起始位、通道選擇、8/12位模式、差分/單端選擇和掉電模式選擇,其后的兩次數(shù)據(jù)傳送則是微控制器從ADS7843取出16bitA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)(最后四位自動(dòng)補(bǔ)零),每次通信需要8個(gè)時(shí)一個(gè)周期,完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換共需24個(gè)時(shí)鐘周期 　　PXA255微處理器是Intel公司生產(chǎn)的第二代基于32位XScale微架構(gòu)的集成系統(tǒng)芯片(ISOC),PXA255具有高性能、低功耗等優(yōu)點(diǎn),它除了XScale微內(nèi)核外,還集成了許多適用于手持設(shè)備市場需要的外圍設(shè)備。圖3為ADS7843觸摸屏控制器與PXA255微處理器的硬件連線示意圖。當(dāng)屏觸發(fā)生時(shí)ADS7843向PXA255發(fā)出中斷請(qǐng)求,由PXA255響應(yīng)該中斷請(qǐng)求,啟動(dòng)通信過程,讀取ADS7843的轉(zhuǎn)換結(jié)果,從而得到觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。ADS7843各信號(hào)的時(shí)序受外部輸入時(shí)鐘信號(hào)頻率的影響,一旦外部輸入時(shí)鐘頻率固定,各信號(hào)的時(shí)序便完全確定,因此需要配置PXA255的接口信號(hào)時(shí)序,使之完全符合ADS7843的時(shí)序。 　ADS7843觸摸屏控制器與PXA255微處理器的連線示意圖 霍爾開關(guān)電路 霍爾開關(guān)電路圖 振蕩測試電路A/D芯片與CPU的接口A/D芯片采用AD7864，AD7864是一種高速、低功耗、可以4通道同時(shí)采樣的A/D轉(zhuǎn)換器。它的主要特性有：高速12位A/D轉(zhuǎn)換器；同時(shí)采樣4個(gè)輸入通道，并具有4個(gè)采樣、保持放大器；，；可以通過軟件或者硬件的方法選取用于采樣的通道；單電源供電(+5V)；多個(gè)轉(zhuǎn)換電壓范圍；具有高速并行接口，可以與處理器直接連接；低功耗，每通道功耗90mW；對(duì)于每一個(gè)模擬輸入通道均有過壓保護(hù)電路。AD7864 4通道同時(shí)工作時(shí)，最大采樣率可以高達(dá)130kHz。用了2片AD7864，可以同時(shí)采樣8路信號(hào)，同時(shí)監(jiān)測8個(gè)通道。通常的機(jī)械的轉(zhuǎn)速的范圍在100～30000轉(zhuǎn)/分，即最高頻率為500Hz，根據(jù)振動(dòng)分析儀的采樣需要，每個(gè)周期采128個(gè)點(diǎn)計(jì)算，采樣頻率不超過64kHz， 這樣的采樣頻率與S3C2410的CPU核心頻率200MHz、外部數(shù)據(jù)總線頻率的100MHz相比還是很低的。因此采用AD7864的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)BUSY的下降沿中斷CPU，然后由S3C2410直接讀取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中去。沒有采用外部RAM緩存A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)或用FIFO來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，然后再由CPU讀取緩存里數(shù)據(jù)的方法。電路的實(shí)際測試結(jié)果是采樣頻率小于100kHz時(shí)，完全可以正確無誤的讀取到采樣后的數(shù)據(jù)，大大的簡化了A/D采樣部分的電路設(shè)計(jì)及節(jié)省了電路成本。　　 AD7864與S3C2410的接口設(shè)計(jì)其中AIN1AIN8是模擬信號(hào)的輸入，DATA0DATA11是S3C2410的數(shù)據(jù)總線的低12位，EINT0接S3C2410的外部中斷線的0號(hào)線，nOE是S3C2410的讀使能信號(hào)，AD7864的片選直接接S3C2410的NGCSNGCS2，對(duì)AD7864進(jìn)行讀操作用BANKBANK2的首地址，即0x08000000，0x10000000。CONV_START是采樣頻率信號(hào)，可以是外部的同步采樣信號(hào)，每周期采128個(gè)點(diǎn)，也可以是內(nèi)部PWM電路產(chǎn)生的內(nèi)部非同步采樣信號(hào)。第4章 軟件設(shè)計(jì) 觸摸屏驅(qū)動(dòng)流程圖　 設(shè)