【正文】 悉程度較低，因此系統(tǒng)應(yīng)該具有友好的使用界面和穩(wěn)定性。 系統(tǒng)特點 1． 終端 性價比高。并且 GPRS 上網(wǎng)費用低，永遠(yuǎn)在線，按流量計費也進(jìn)一步降 低了費用，解決 了費用問題。該系統(tǒng)集成查詢、撥打電話、發(fā)送短消息功能于一身，并且提供了一個 PDA 界面，可以獲得很多的桌面應(yīng)用軟件，比如上網(wǎng)、文本編輯器等。 3． 終端 攜帶方便。 4. 高安全性。用戶登錄采用認(rèn)證系統(tǒng)，可以保護(hù)本地數(shù)據(jù)庫。 第五屆省長杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 8 3 需求 分析 功能需求 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示。本系統(tǒng)通過用戶認(rèn)證、通信加密等方式來實現(xiàn)安全性。根據(jù)這些特點，作者在此提出了如下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 采用 C/S 模型。 終端采用 ARM9 芯片，帶有 GPRS 模塊可以無線上網(wǎng)，以觸摸屏做為數(shù)據(jù)輸入和顯示，并具有 GPS 功能。 查詢數(shù)據(jù)以 TCP/IP 數(shù)據(jù)包的形式輸送給 GPRS 網(wǎng)絡(luò) 。 稽查系統(tǒng)服務(wù)器采用紅帽 Linux 企業(yè)版做為操作系統(tǒng)，以 Oracle 作為后臺數(shù)據(jù)庫，以 java 作為編程語言。 在實際運(yùn)行的時候， 服務(wù)器可以采用 專線 接入到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)中， 這樣可以避免重要數(shù)據(jù)庫在因特網(wǎng)上的傳送。下圖主要是列舉了一些重要的功能，考慮可擴(kuò)展性，可以在未來接上 WIFI 和藍(lán)牙、紅外 、攝像頭等 接口 。 S3C2410 是一款基于 ARM920T 內(nèi)核的 16/32位 RISC 嵌入式微處理器， 主要面向手持設(shè)備以及高性價比， 低功耗的應(yīng)用。 ARM920T 核由 ARM9TDMI，存儲管理單元（ MMU）和高速緩存三部分組成。S3C2410 豐富的接口電路為以后的擴(kuò)展性打下了基礎(chǔ)。 S3C2410 （ ARM9) 64M SDRAM 64M flash 串口控制器 LCD液晶顯示器 GPRS模塊 圖 51 終端 硬件 組成 串口控制器 GPS模塊 第五屆省長杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 11 ? SDRAM 控制器和外部存儲 器接口 。 ? 3 個通道的 UART，其中一個通道可作為 IrDA 紅外通訊接口 。 ? 4 個具有 PWM 功能的定時器和一個內(nèi)部時鐘 。 ? 四線電阻式觸摸屏接口 。 ? 2 個 USB 主機(jī)接口， 1 個 USB 設(shè)備接口 。 ? SD 卡接口 。 ? 117 位通用 I/O 口和 24 位外部中斷源。 處理器和 GPRS 模塊通信采用 AT 指令， 部分 AT 指令如下： 1． ATE0 用于關(guān)閉 GPRS 模塊的串口回顯 2． ATZ 測試是否正常工作 3． ATD+電話號碼 用于撥打電話 4． AT+CMGF= AT+GMGS=“電話號碼” 用于發(fā)送短消息 5． AT^CIPSTART=TCP,對方 IP，端口號 建立 TCP 連接 6． AT^CIPSEND=字符串 發(fā)送 TCP 數(shù)據(jù) 7． AT^CIPCLOSE 關(guān)閉 TCP 連接 GPS 模塊 GPS 接收模塊選用芬蘭 Fast rax 公司的 i Trax100。 GPS 模塊通過串口 將數(shù)據(jù)以固定的幀格式發(fā)送至 處理器 。一般在比較開闊的地區(qū) ， 需接 收 3 顆以上的 GPS 衛(wèi)星信號才能進(jìn)行準(zhǔn)確定位。這些定位語句不僅 給出了位置、速度、時間等信息 ,而且指出了當(dāng)?shù)谖鍖檬￠L杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 12 地的衛(wèi)星接收情況。 GGA 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式為 :所有的信息由 $開始 ,以換行結(jié)束 ,緊跟著 $后的五個字符解釋了信息的基本類型 ， 多重的信息之間用逗號隔開。具體說明如下 : $ GPGG A ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,*checksumCRLF 1UTC 時間： 格式； 2定位狀態(tài)： A=有效定位， V=無效定位； 3緯度 格式； 4緯度半球 N （北半球）或 S （南半球）； 5經(jīng)度 格式； 6經(jīng)度半球 E （東經(jīng)）或 W （西經(jīng)）； 7地面速率； 8地面航向； 9UTC 日期， ddmmyy （日月年）格式； 10磁偏角； 終端軟件設(shè)計 終端軟件由引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序組成。三者關(guān)系如下： uboot 引導(dǎo)程序 Linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核 圖 52 終端軟件組成 終端硬件 基于 QT 框架的圖形界面 GPS 導(dǎo)航 查詢車輛 信息息 撥打電話、發(fā)送 短信 第五屆省長杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 13 終端引導(dǎo)程序 BootLoader 就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。 對于嵌入式系統(tǒng)來說，常用的 Bootloader 很多，有 uboot、 vivi、 Blob、 RedBoot、ARMBoot 等等，也可以自己開發(fā)制作 Bootloader，為了減少軟件開發(fā)周期，應(yīng)該選擇開放的 Bootloader，通過修改部分代碼進(jìn)行移植。 由于其開源性，并且可移植的平臺多、功能豐富、穩(wěn)定性好，本系統(tǒng) 使用 uboot 做為啟動引導(dǎo)程序 。目前，主流的嵌入式操作系統(tǒng)有 Vxworks、 Windows CE、 uc/OS－ II、 uClinux、 Embedded Linux 等。另外， Linux 系統(tǒng)開發(fā)資源豐富，擁有豐富的驅(qū)動程序、應(yīng)用程序和開發(fā)工具，能夠根據(jù)用戶的需要，移植到嵌入式 Linux 系統(tǒng)中。 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序 采用 C 和 C＋＋混合編程。 利用 QT 框架，可 以編寫圖形界面，將有關(guān)數(shù)據(jù)以圖形界面顯示出來。 應(yīng)用程序模塊圖如 圖 53 所示 。 第五屆省長杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 14 基于 QT 框架的圖形界面 GPS 導(dǎo)航 DES 加解密引擎 用戶 登陸 認(rèn)證 查詢車輛信息 開罰 單單 打電話、發(fā)信 息 Linux串口 API（ 庫 ） 圖 53 應(yīng)用程序軟件構(gòu)成 GPRS/GPS 通用函數(shù) 圖形界面 圖形界面采用 QTE。運(yùn)行 Qt/Embedded所需要的系統(tǒng)資源可以很小，只要求一個較小的存儲空間和內(nèi)存。 圖形界面采用 QT 框架開發(fā)，而有關(guān)的 GPS 導(dǎo)航功能、查詢車輛功能、開罰單功能、打電話、發(fā)信息等終端功能依賴函數(shù)實現(xiàn)，屬于面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程混合編程。密鑰管理采用數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行管理，和 對應(yīng)的 終端 表連接起來。密鑰預(yù)先寫入到終端里面，并且不可改變，由數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一維護(hù)。 與 GPRS 通信的 列表如下： 函數(shù)原型 功能描述 int init_ttyS(void) 功能：初始化串口為波特率 115200， 1 個停止位，無奇偶校驗和流控 參數(shù)：無 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int open_ttyS(void) 功能：打開串口 參數(shù)：無 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 第五屆省長杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 17 int writeAtCmd(char *at) 功能：往 GPRS 寫 AT 命令 參數(shù)： at為指向 AT 命令字符串的指 針 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int readFromTty(char *buf) 功能：讀取串口傳送過來的字符，并使其以 \0結(jié)束 參數(shù)： buf 為指向一定數(shù)量的字符串緩沖區(qū) 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int checkOK(char *buf) 功能：比較 buf 字符串有沒有“ OK” 參數(shù)：指向需要比較的字符串 返回值：有返回 0，沒有返回 1 int checkCONNECTOK(char *buf) 功能：檢測 TCP 連接是否建立 參數(shù)： buf 指向 GPRS 返回 的數(shù)據(jù) 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int writeData( char *data) 功能：往 TCP 發(fā)送字符串 data 參數(shù)： data 指向發(fā)送的字符串 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int readData(char *buf) 功能：讀取 TCP 傳送過來的字符串 參數(shù)： buf 指向存儲緩沖區(qū) 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int stopEcho(void) 功能：停止 GPRS 的回顯功能 參數(shù)：無 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int tcpConnect( const char *ip,const char *port) 功能：建立 TCP 連接 參數(shù)： ip指向 IP地址字符串， port 指向端口字符串 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 void tcpClose(void) 功能：關(guān)閉 TCP 連接 參數(shù)：無 返回值：無 int tty_sendMsg( char *number , char *content) 功能：發(fā)送短信息 參數(shù)： number 指向手機(jī)號碼字符串， content 為發(fā)送的內(nèi)容 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 int checkIfLogin( char* buf ) 功能：檢查是否登陸到服務(wù)器 參數(shù)： buf 為指向 GPRS 返回的數(shù)據(jù) 第五屆省長杯工業(yè)設(shè)計大賽 項目編號 D00018 18 返回值：成功返回 0，失敗返回 1 Linux API 簡要說明 在 頭文件里面，還有關(guān)于操作串口的 API 定義， Linux 內(nèi)核沒有實現(xiàn)他們，主要是庫函數(shù)通過調(diào)用 ioctl 函數(shù)來實現(xiàn)各種串口操作的。如下： // 返回 termios_p 所指 termios 結(jié)構(gòu)中的接收波特率。 // 返回 termios_p 所指 termios 結(jié)構(gòu)中的發(fā)送波特率。 // 將 termios_p 所指 termios 結(jié)構(gòu)中的接收波特率設(shè)置為 speed。 // 將 termios_p 所指 termios 結(jié)構(gòu)中的發(fā)送波特率設(shè)置為 speed。 // 等待 fildes 所指對象已寫輸出數(shù)據(jù)被傳送出去。 // 掛起 /重啟 fildes 所指對象數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。 // 丟棄 fildes 指定對象所有已寫但還沒傳送以及所有已收到但還沒有讀取的數(shù)據(jù)。 // 獲取與句柄 fildes 對應(yīng)對象的參數(shù)，并將其保存在 termios_p 所指的地方。 // 如果終端使用異步串行數(shù)據(jù)傳輸，則在一定時間內(nèi)連續(xù)傳輸一系列 0 值比特位。 // 使用 termios 結(jié)構(gòu)指針 termios_p 所指的數(shù)據(jù)，設(shè)置與終端相關(guān)的參數(shù)。 /* tcflow() and TCXONC use these *//* tcflow()和 TCXONC 使用這些符號常數(shù) */ define TCOOFF 0 // 掛起輸出。 define TCIOFF 2 // 系統(tǒng)傳輸一個 STOP 字符，使設(shè)備停止向系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。