基于GPS和GPRS的多功能汽車(chē)記錄儀的設(shè)計(jì)

2．4 GPS
GPS是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位的核心部分，采用Gloabalsat的ET-318 SiRF StarⅢGPS芯片組，該模塊具有靈敏度高(追蹤靈敏度：-159 dbm)，低信號(hào)下快速TTFF(首次定位時(shí)間)，20通道全視野跟蹤，速度精度0．1 m／s，支持NMEA0183和SiRF二進(jìn)位協(xié)議，通過(guò)串口固定輸出NMEA0183規(guī)定的數(shù)據(jù)信息。通信參數(shù)：波特率為4 800 b／s，數(shù)據(jù)位為8 bit，停止位為1 bit。無(wú)奇偶校驗(yàn)。ARM接收其中的RMC(推薦定位信息)，獲得時(shí)間、經(jīng)緯度、地面速度、地面航向等信息。
2．5 GPRS
本系統(tǒng)每1O s鐘通過(guò)GPRS將當(dāng)前速度、經(jīng)緯度、方向和時(shí)間發(fā)送到服務(wù)器，管理軟件讀取這些信息就可以監(jiān)測(cè)車(chē)輛的當(dāng)前狀態(tài)。GPRS模塊采用的是SIM300C，它 體積小，采用DIP板對(duì)板連接器，低功耗，高速傳輸語(yǔ)音、SMS(短信)、數(shù)據(jù)和傳真信息，最關(guān)鍵的是它內(nèi)嵌強(qiáng)大的T-CP／IP協(xié)議棧，支持標(biāo)準(zhǔn)AT指 令集。本系統(tǒng)通過(guò)SIM300C建立TCP管道傳輸數(shù)據(jù)。建立過(guò)程如下：

其中1 024規(guī)定每次傳輸量最大不超過(guò)1 KB。
2．6 語(yǔ)音模塊
系統(tǒng)在超速行駛、疲勞駕駛時(shí)，相應(yīng)的高亮度LED閃爍，同時(shí)啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警功能，發(fā)出“超速，請(qǐng)減速”的警告語(yǔ)音，而且記錄儀能播放監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的短信的內(nèi)容即TTS(從文本到語(yǔ)音)。該記錄儀采用語(yǔ)音天下的第二代語(yǔ)音合成器OSYNO 6288。它兼容GB2312、GBK、BIG5和Unicode等4種內(nèi)碼格式文本的合成，可以在9 600，19 200、38 400 b／s等波特率下正常工作，增加多種控制命令。比如合成、停止合成、
暫停合成、繼續(xù)合成、改變波特率等，可以自動(dòng)識(shí)別詞組，多音字。語(yǔ)音通過(guò)PWM(脈寬調(diào)制)輸出至喇叭。為與監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)和GPRS模塊兼容，采用通用性更好的Unicode碼，通信參數(shù)：波特率為4 800 b／s，數(shù)據(jù)位為8 bit，停止位為1 bit無(wú)奇偶校驗(yàn)，OSYNO 6288內(nèi)置有功放，軟件調(diào)節(jié)音量至11級(jí)，外接8 Ω／0．5 W喇叭，播放聲音洪亮、清晰，即使在較為嘈雜的環(huán)境下也可以清楚聽(tīng)到播放內(nèi)容。
2．7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
汽車(chē)行駛記錄儀是在汽車(chē)行駛過(guò)程中對(duì)汽車(chē)各種狀態(tài)進(jìn)行記錄的電子裝置，各種狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是汽車(chē)行駛記錄儀的重要部分。此前大多設(shè)計(jì)均采用Flash和鐵電 存儲(chǔ)器并用的方式。但是對(duì)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Linux只要采用一片F(xiàn)lash就可以滿(mǎn)足需要。目前Linux操作系統(tǒng)可以很好支持 NandFlash，AT91sam9260支持Nand Flash啟動(dòng)，并且與之相應(yīng)的yaffs2文件系統(tǒng)已經(jīng)成熟，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于本系統(tǒng)需要保存大量數(shù)據(jù)：GPS定位信息、疑點(diǎn)記錄、行駛記錄、 斷電記錄、疲勞駕駛記錄、油位等，所以采用K9F1G08UOB型128Mx2 K頁(yè)NandFlash存儲(chǔ)器。
2．8 油位傳感器
本系統(tǒng)加裝精確的油位傳感器，對(duì)油位實(shí)時(shí)記錄，并通過(guò)GPRS傳輸至監(jiān)控平臺(tái)，車(chē)輛運(yùn)營(yíng)企業(yè)可以實(shí)時(shí)掌握車(chē)輛的油位情況，徹底杜絕司機(jī)偷油賣(mài)油，拉私活的情況發(fā)生。
車(chē)輛電環(huán)境復(fù)雜干擾多，因此采用電流型傳感器。本系統(tǒng)采用CR-606型電容式油位傳感器，當(dāng)油進(jìn)入容器引起傳感器殼體和感應(yīng)電極之間的變化，適用于任何不導(dǎo)電的液體，油位精度高，油位液在采集小于1 mm，測(cè)量誤差小于0．1％，標(biāo)準(zhǔn)輸出4～20 mA的線(xiàn)性電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)150Ω精密電阻轉(zhuǎn)換至0．6～3 V電壓信號(hào)，通過(guò)AT91sam9260的A／D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并保存。
2．9 實(shí)時(shí)時(shí)鐘
主處理器AT91sam9260雖內(nèi)置時(shí)鐘，但是當(dāng)處理器斷電后，該實(shí)時(shí)時(shí)鐘所有寄存器的內(nèi)容將全部丟失。為此，系統(tǒng)需要外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 PCF8563符合這一要求，PCF8563具有掉電檢測(cè)器，當(dāng)供電電壓低于某個(gè)值時(shí)，秒寄存器中的某標(biāo)志位將置1，指明此時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘可能會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的時(shí)鐘／日歷信息，從而避免了記錄儀對(duì)錯(cuò)誤時(shí)間的記錄。此外，PCF8563可以工作在1～5．5 V的寬電壓范圍內(nèi)，具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定性、精度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，Linux內(nèi)核對(duì)其支持穩(wěn)定可靠，滿(mǎn)足本系統(tǒng)的要求。
2．10 通信接口
根據(jù)GB／T19056-2003，標(biāo)準(zhǔn)記錄儀應(yīng)至少配置2種標(biāo)準(zhǔn)接口：USB標(biāo)準(zhǔn)接口、標(biāo)準(zhǔn)RS-232型9針接口。通過(guò)RS-232串行口直接進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸比較容易實(shí)現(xiàn)，可靠性高。AT91sam9260的串行口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器MAX232轉(zhuǎn)換為EIA／TIA-232-E電平，從而提供標(biāo)準(zhǔn)的RS- 232接口。AT91sam
9260支持USB主從模式，也可直接外接USB接口。

3 汽車(chē)記錄儀軟件設(shè)計(jì)
汽車(chē)記錄儀是無(wú)人控制的，在汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，本系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，運(yùn)行過(guò)程為：汽車(chē)上電記錄儀啟動(dòng)，開(kāi)始引導(dǎo)Bootstrap、Uboot，通過(guò)Bootloader調(diào)用Linux內(nèi)核，加載yaffs2文件系統(tǒng)，自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)用程序。
3．1 主程序
應(yīng)用程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。主程序負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的初始化，硬件設(shè)備通過(guò)信號(hào)(軟中斷)與主程序交互數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的操作，主程序流程如圖4所示。