基于ARM處理器的車(chē)載GPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.5 SDRAM存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)

SDRAM存取速度大大高于Flash存儲(chǔ)器，具有讀/寫(xiě)的屬性，因此SDRAM在系統(tǒng)中主要用作程序的運(yùn)行空間，數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，CPU首先從復(fù)位地址0x0處讀取啟動(dòng)代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般應(yīng)調(diào)入SDRAM中運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，系統(tǒng)及用戶(hù)堆棧、運(yùn)行數(shù)據(jù)也都放在SDRAM中。在主電路板中用HY57V281620型SDRAM.。系統(tǒng)采用兩片HY57V281620并聯(lián)構(gòu)建32位的SDRAM存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其中一片為高16位，另一片為低16位，可將兩片HY57V281620作為一個(gè)整體配置到任意一個(gè)外部存儲(chǔ)器的區(qū)域。SDRAM存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 HY57V281620的連接框圖

3 車(chē)載GPS定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

車(chē)載GPS系統(tǒng)的應(yīng)用程序在功能上可以分為7個(gè)功能模塊，即初始化模塊，控制模塊，GPS數(shù)據(jù)獲取模塊，上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，用戶(hù)界面模塊，通信模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊。

初始化模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的初始化及把所有的標(biāo)志位置零；控制模塊主要是根據(jù)上位機(jī)的命令來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作，比如采集GPS數(shù)據(jù)，發(fā)送當(dāng)前行車(chē)狀態(tài)等；用戶(hù)界面模塊主要功能就是把GPS數(shù)據(jù)，狀態(tài)數(shù)據(jù)等在觸摸屏上顯示出來(lái)，同時(shí)還要可以響應(yīng)觸摸屏上的中斷，以便實(shí)現(xiàn)通過(guò)觸摸屏操作車(chē)載終端的功能。

GPS數(shù)據(jù)獲取模塊的主要功能就是通過(guò)與串口相連接的GPS模塊獲取當(dāng)前的GPS信息；在本程序中用的是GPRMC定位語(yǔ)句，將忽略其它信息。提取GPRMC語(yǔ)句的思路是設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，把接收到的GPS數(shù)據(jù)都放入這個(gè)緩沖區(qū)，當(dāng)緩沖區(qū)滿(mǎn)了的時(shí)候就在緩沖區(qū)中查找是否接受到GPRMC定位語(yǔ)句，如果沒(méi)有接收到則重新接收GPS數(shù)據(jù)。如果找到了GPRMC定位語(yǔ)句則還要判斷該語(yǔ)句在緩沖區(qū)中的位置離緩沖區(qū)的最大字節(jié)數(shù)是否大于62個(gè)字節(jié)。（因?yàn)楸境绦蛑行枰腉PRMC定位語(yǔ)句所包含的字節(jié)數(shù)為62）

上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能是把接收到的GPS數(shù)據(jù)或是相關(guān)的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成約定好的數(shù)據(jù)格式以便同監(jiān)控中心的通信。該模塊會(huì)判斷需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)是GPS數(shù)據(jù)信息還是相關(guān)狀態(tài)信息或是兩者都有，然后選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序。由上面的介紹可以知道接受到的GPS數(shù)據(jù)都是順序存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)當(dāng)中的，需要什么數(shù)據(jù)就到緩沖區(qū)中相應(yīng)的位置提取就可以了。數(shù)據(jù)都是以字符形式存放的，所以實(shí)際要用的時(shí)候必須先轉(zhuǎn)換成整形數(shù)據(jù)。下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的功能與上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊的功能相反，它將監(jiān)控中心發(fā)送的命令進(jìn)行識(shí)別后發(fā)送給車(chē)載終端，并送用戶(hù)界面模塊顯示。

通信模塊的主要任務(wù)是完成車(chē)載終端與監(jiān)控中心的通信，它既可以通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心的無(wú)線通信，也可以通過(guò)網(wǎng)口與筆記本電腦連接進(jìn)行通信。如果車(chē)載終端與上位機(jī)的距離隔的很遠(yuǎn)可以直接通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行連接，而且通過(guò)GR47模塊連接GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心連接也非常方便，只用往GPRS模塊發(fā)送幾條AT命令就可以了，但是監(jiān)控中心必須有能上因特網(wǎng)的固定IP。啟動(dòng)車(chē)載終端的同時(shí)GR47模塊也會(huì)被啟動(dòng)，這是模塊會(huì)自動(dòng)連接上GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入命令模式。撥號(hào)成功以后就連接上了GPRS網(wǎng)絡(luò)了，然后對(duì)于GR47模塊連接的串口進(jìn)行讀寫(xiě)操作就可以實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心的無(wú)線通信了。通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行通信則比較簡(jiǎn)單，直接采用Linux下的socket編程就可以實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)以上各個(gè)模塊的功能的定義，軟件部分主流程圖如圖5所示：

圖5 主程序流程圖

4 總結(jié)

本文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線通信代替了傳統(tǒng)的GSM短信息通信模式，不僅節(jié)約了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，而且提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度和可靠性；同時(shí)選用了工業(yè)級(jí)的帶有內(nèi)存管理功能的ARM9芯片AT91RM9200作為處理器，并圍繞它進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，使得該終端有很高的可靠性，并且能夠適應(yīng)比較惡劣的環(huán)境，因?yàn)檫x用了帶內(nèi)存管理功能的ARM9芯片，所以可以移植Linux操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)自帶的資源十分豐富，使得應(yīng)用程序的功能更加強(qiáng)大，同時(shí)也增加了軟件的擴(kuò)展性；最后本車(chē)載定位終端融合了GPS全球定位技術(shù)，GPRS無(wú)線通信技術(shù),ARM嵌入式技術(shù)以及嵌入式Linux系統(tǒng)的移植與編程，屬于一個(gè)交叉學(xué)科的工程項(xiàng)目。自該系統(tǒng)投入市場(chǎng)半年以來(lái)，創(chuàng)造了50余萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。