基于GPS定位的嵌入式系統(tǒng)在汽車(chē)監(jiān)控器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　圖3為系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計(jì)圖，F(xiàn)S7821LQ具有完整的SD卡驅(qū)動(dòng)及接口，系統(tǒng)直接利用128Mb的SD卡可與其連接。利用FS7821LQ芯片的通用I/O口PORT2_0～PORT2_3形成兩個(gè)串口，加MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片后，分別連接GPS和GSM模塊。FS7821LQ芯片包括了一個(gè)從USB接口的功能和硬件驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)中預(yù)留為USB 2.0的接口，作為產(chǎn)品升級(jí)使用。此外，系統(tǒng)還預(yù)留了FS7821LQ的10個(gè)通用I/O口作為后續(xù)報(bào)警功能的控制端口。

圖3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)圖

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　由于本監(jiān)控器包括了多種較復(fù)雜的功能，同時(shí)具有如短信收發(fā)等突發(fā)的功能和GPS接收等定時(shí)任務(wù)，為了更好的完成任務(wù)的執(zhí)行，在組成的嵌入式系統(tǒng)中，移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)。μC/OS-II作為一個(gè)免費(fèi)的源碼開(kāi)放的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，提供了多任務(wù)的切換能力和中斷、UART的驅(qū)動(dòng)等功能，完全可以滿(mǎn)足本操作平臺(tái)的要求。

　　μC/OS-II作為一個(gè)最基本的任務(wù)調(diào)度內(nèi)核，只具備任務(wù)切換的能力，本監(jiān)控器根據(jù)其功能可分為如表1所示的4個(gè)任務(wù)：主任務(wù)優(yōu)先級(jí)最高（10）;短信收發(fā)任務(wù)優(yōu)先級(jí)次高（12），主要包括接收短信功能（包括設(shè)置、開(kāi)關(guān)監(jiān)控器）、發(fā)送短信功能（報(bào)警時(shí)5s發(fā)送一次GPS坐標(biāo)），這個(gè)任務(wù)的時(shí)間隨機(jī)性較大，實(shí)時(shí)要求較高;GPS接收任務(wù)每5s接收一次GPS數(shù)據(jù)，并解析其坐標(biāo)，判斷是否報(bào)警;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)在報(bào)警后每60s存儲(chǔ)一次GPS坐標(biāo)（128Mb卡約可保存1個(gè)月的數(shù)據(jù)）。

因?yàn)楸O(jiān)控器中使用了USB設(shè)備和SD卡，在具備硬件接口的同時(shí)必須在軟件中提USB和SD的驅(qū)動(dòng)程序。FS7821LQ芯片的開(kāi)發(fā)套件中提供了USB驅(qū)動(dòng)程序和SD/MMC卡的驅(qū)動(dòng)程序，包括支持標(biāo)準(zhǔn)MMC卡命令;嵌入5B命令存儲(chǔ)器;嵌入17B響應(yīng)存儲(chǔ)器 ;支持1/4/8位數(shù)據(jù)寬度;對(duì)卡支持20MHz的時(shí)鐘頻率。為了將GPS數(shù)據(jù)以文件的形式保存到SD卡，必須有一個(gè)和PC兼容的文件系統(tǒng)，本監(jiān)控器將簡(jiǎn)化的FAT16文件系統(tǒng)移植成功，實(shí)現(xiàn)了文件的自由存取。
　
在移植了C/OS-II并嵌入了USB和SD/MMC卡的驅(qū)動(dòng)程序后，監(jiān)控器的應(yīng)用層次的軟件安裝系統(tǒng)的功能分為優(yōu)先級(jí)不同的多個(gè)任務(wù)。其中主任務(wù)用于生成其他任務(wù)，其優(yōu)先級(jí)最高（10）;GPS接收任務(wù)負(fù)責(zé)控制MG-30U/R-GPS模塊，并從中獲取所需要的GPS數(shù)據(jù)，其優(yōu)先級(jí)次高（12）;短信收發(fā)接收任務(wù)完成接收車(chē)主短信和發(fā)送GPS數(shù)據(jù)的功能，其優(yōu)先級(jí)再次之（14）;最后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能完成GPS在SD卡中的存儲(chǔ)和系統(tǒng)設(shè)置的功能其優(yōu)先級(jí)為16。程序中同時(shí)建立了消息隊(duì)列用于完成各任務(wù)間的通信和數(shù)據(jù)交換，軟件狀態(tài)流圖如圖4所示。

圖4 軟件狀態(tài)流圖發(fā)展與前瞻

　　這個(gè)嵌入式汽車(chē)監(jiān)控器的設(shè)計(jì)采用了大量成熟的技術(shù)和模塊。它的應(yīng)用主要是在汽車(chē)被盜時(shí)發(fā)出警告和被盜后提供準(zhǔn)確的汽車(chē)位置信息，不能取代傳統(tǒng)的汽車(chē)防盜器，但能提供非常實(shí)用的防盜功能，為被盜車(chē)的查找提供快速準(zhǔn)確的信息。隨著技術(shù)的發(fā)展，GPS/GSM中的控制器和主控制器的整合必將成為發(fā)展的方向，這樣必然能夠進(jìn)一步的降低成本，減小體積。同時(shí)該監(jiān)控器也可以和通用的汽車(chē)防盜器相整合，發(fā)展為更加完善的系統(tǒng)。