基于CAN總線的半掛車安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 操作系統(tǒng)引導(dǎo)
本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用目前比較流行的嵌入式實時多任務(wù)開放式操作系統(tǒng)μC-OS/II 。該操作系統(tǒng)要在S3C44B0X處理器上運行必須先對其進行移植[3]，然后由Bootloader中由BOOT()、Loadfile()兩個函數(shù)來完成操作系統(tǒng)的引導(dǎo)和控制權(quán)的轉(zhuǎn)移。系統(tǒng)將LCD、音頻、CAN接口控制器等全部硬件驅(qū)動程序，圖形API，控件函數(shù)，以及系統(tǒng)的基本任務(wù)生成專門的庫（在STD2.5的開發(fā)環(huán)境下生成的庫為ucos_lib.alf），使基于庫的應(yīng)用程序開發(fā)變的異常
簡單，不用考慮底層的細節(jié)。應(yīng)用程序開發(fā)后與專門庫、頭文件以及μC/OS-II操作系統(tǒng)會綁定在一起編譯，生成唯一執(zhí)行文件system.bin，存放在16M FLASH中，在系統(tǒng)啟動時由BootLoader依靠文件系統(tǒng)從FLASH 中讀到SDRAM 中，然后移植到該代碼上，完成操作系統(tǒng)的引導(dǎo)任務(wù)。
4.2設(shè)置TPMS的胎壓與溫度報警門限
汽車輪胎的壓力與溫度是密切相關(guān)的，當(dāng)輪胎氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)值時，變形增大，受力發(fā)生變化，若胎壓長期低于正常氣壓的80%，在高速行駛時，輪胎會因急劇升溫而脫層，甚至導(dǎo)致爆胎[4]。當(dāng)輪胎氣壓高于標(biāo)準(zhǔn)值時，因輪胎與地面接觸的面積減少，單位壓力增高，使輪胎胎面的中部磨損增加。通過室內(nèi)試驗證明：氣壓提高25%，輪胎壽命將會降低15～20%；氣壓降低25%，壽命大約降低30%。此外，汽車輪胎溫度越高，輪胎的強度越低，變形越大(一般不能超過80℃，當(dāng)溫度達到95℃時，輪胎的情況非常危險)，每升高1℃，輪胎磨損就增加2%，行駛速度每增加一倍，輪胎行駛里程將降低50%[5]。因此，最好不要超溫、超速行使。由于不同載重、不同型號的半掛車輪胎標(biāo)準(zhǔn)胎壓、溫度不同，系統(tǒng)設(shè)置為可由觸摸屏面板自行輸入?yún)⒖紭?biāo)準(zhǔn)胎壓和溫度值。實際胎壓值在標(biāo)準(zhǔn)胎壓值的-10到+10%之間波動認(rèn)為正常；在-25%到-10%之間或+25%到+10%之間波動視為一般性異常，發(fā)出二級預(yù)警信號，提示司機做出相應(yīng)處理；低于25%或高于25%視為嚴(yán)重異常，發(fā)出一級預(yù)警信息。在不考慮外部溫度、路面等因素影響，默認(rèn)輪胎最大溫度值為８０ oC，超過８０ oC視為一般異常，發(fā)出二級預(yù)警，超過１００oC視為嚴(yán)重異常，發(fā)出一級預(yù)警信號。系統(tǒng)中通過觸摸屏參數(shù)選取任務(wù)TouchOption_Task()可獲得用戶指定輪胎標(biāo)準(zhǔn)壓力和最大溫度，存放于變量Press和Temp中。
4.3 胎壓顯示、聲音預(yù)警
為保證系統(tǒng)的實時性，采取中斷方式接收CAN 總線數(shù)據(jù)，由Main_Task()任務(wù)完成。對于接收到的壓力、溫度采樣數(shù)據(jù)，首先調(diào)用CANData_deal()函數(shù)根據(jù)ID 碼區(qū)分各個輪胎的數(shù)據(jù)，由Display_Task()任務(wù)執(zhí)行在LCD 上以直方圖的形式顯示輪胎壓力信息；其次切換到任務(wù)Sound_Task()將數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的壓力（溫度）標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，若上下偏離標(biāo)準(zhǔn)值在25%（20%溫度標(biāo)準(zhǔn)值）范圍內(nèi)，采取一級報警策略，連續(xù)播放急促的警報聲，提請司
機立即停車；再次將數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)壓力（溫度）值進行比較，若偏離標(biāo)準(zhǔn)值10%，發(fā)出二級報警信息，斷斷續(xù)續(xù)的滴答聲，提請司機注意輪胎壓力不夠或過大，影響輪胎使用壽命和經(jīng)濟運行，需要對輪胎進行檢修。各任務(wù)間的信息傳遞和任務(wù)喚醒采用郵箱機制。
void Mian_Task(Void *id) //接收處理CAN 總線數(shù)據(jù)任務(wù)
{……// MCP2510 初始化，準(zhǔn)備以中斷方式接收數(shù)據(jù)
for(;;)
{rxmsg=(char)*=OSMboxPend(ISRTaskMbox,0,err);//接收郵箱消息
if(*rxmsg=’0’
{rINTMSK-(~BIT_TIME0);禁止外部中斷，但不禁止節(jié)拍中斷
rINTMSK|=BIT_EINT4567;
canRead(n, id, data, length, rxRTR, isExt);
CANData_deal(id,data);
rINTMSK=~(BIT_EINT4567);//開啟中斷
??????}}}
void CANData_deal(id,data) //CANData_deal()對數(shù)據(jù)進行處理
{??????//定義相關(guān)信息
if ydata[1]> Pressure*110%* || data[1] Pressure*90% ||data[2]> Temperature
{ isrtxmsg=‘2’;//向郵箱發(fā)送二級聲音預(yù)警信息
OSMboxPost(soundMbox,(void*)isrtxmsg)
}else
{if ydata[1]>ya*125* || data[1]ya*75% ||data[2]> Temperature*120%
{ isrtxmsg=‘1’;// 向郵箱發(fā)送一級聲音預(yù)警信息
OSMboxPost(soundMbox,(void*)isrtxmsg)}}
canid=id0x700//對id 第8―10 位進行判斷
switch(canid)
{ case 0: //結(jié)點1 數(shù)據(jù)處理和顯示
ya1=data[1]
??????
case 0x100: //結(jié)點2 數(shù)據(jù)處理和顯示
ya2=data[1];
??????}}
void Display_Task(Void *id) //預(yù)警信息顯示任務(wù)
{??????
TextOut(pdc,20,20,ch1,true,2)//輸出提示文字：“輪胎壓力信息顯示”
LineTo(pdc, 0, ya*110%/2+200);//壓力最高預(yù)警線
LineTo(pdc, 0, ya*90%/2+200);// 壓力最低預(yù)警線
DrawRectfram(pdc,40,200+ya1/2,90,200);//輪胎1 對應(yīng)的直方圖
??????
DrawRectfram(pdc,235,200+ya4/2,285,200);//輪胎n 對應(yīng)的直方圖
??????}