基于GPS定位的嵌入式系統(tǒng)在汽車監(jiān)控器設(shè)計中的應(yīng)用

　　圖3為系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計圖，F(xiàn)S7821LQ具有完整的SD卡驅(qū)動及接口，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芯片包括了一個從USB接口的功能和硬件驅(qū)動，系統(tǒng)中預(yù)留為USB 2.0的接口，作為產(chǎn)品升級使用。此外，系統(tǒng)還預(yù)留了FS7821LQ的10個通用I/O口作為后續(xù)報警功能的控制端口。

圖3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計圖

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　由于本監(jiān)控器包括了多種較復(fù)雜的功能，同時具有如短信收發(fā)等突發(fā)的功能和GPS接收等定時任務(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作為一個免費(fèi)的源碼開放的實時嵌入式操作系統(tǒng)，提供了多任務(wù)的切換能力和中斷、UART的驅(qū)動等功能，完全可以滿足本操作平臺的要求。

　　μC/OS-II作為一個最基本的任務(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個任務(wù)：主任務(wù)優(yōu)先級最高（10）;短信收發(fā)任務(wù)優(yōu)先級次高（12），主要包括接收短信功能（包括設(shè)置、開關(guān)監(jiān)控器）、發(fā)送短信功能（報警時5s發(fā)送一次GPS坐標(biāo)），這個任務(wù)的時間隨機(jī)性較大，實時要求較高;GPS接收任務(wù)每5s接收一次GPS數(shù)據(jù)，并解析其坐標(biāo)，判斷是否報警;數(shù)據(jù)存儲任務(wù)在報警后每60s存儲一次GPS坐標(biāo)（128Mb卡約可保存1個月的數(shù)據(jù)）。

因為監(jiān)控器中使用了USB設(shè)備和SD卡，在具備硬件接口的同時必須在軟件中提USB和SD的驅(qū)動程序。FS7821LQ芯片的開發(fā)套件中提供了USB驅(qū)動程序和SD/MMC卡的驅(qū)動程序，包括支持標(biāo)準(zhǔn)MMC卡命令;嵌入5B命令存儲器;嵌入17B響應(yīng)存儲器 ;支持1/4/8位數(shù)據(jù)寬度;對卡支持20MHz的時鐘頻率。為了將GPS數(shù)據(jù)以文件的形式保存到SD卡，必須有一個和PC兼容的文件系統(tǒng)，本監(jiān)控器將簡化的FAT16文件系統(tǒng)移植成功，實現(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)先級不同的多個任務(wù)。其中主任務(wù)用于生成其他任務(wù)，其優(yōu)先級最高（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)先級次高（12）;短信收發(fā)接收任務(wù)完成接收車主短信和發(fā)送GPS數(shù)據(jù)的功能，其優(yōu)先級再次之（14）;最后，數(shù)據(jù)存儲功能完成GPS在SD卡中的存儲和系統(tǒng)設(shè)置的功能其優(yōu)先級為16。程序中同時建立了消息隊列用于完成各任務(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

　　這個嵌入式汽車監(jiān)控器的設(shè)計采用了大量成熟的技術(shù)和模塊。它的應(yīng)用主要是在汽車被盜時發(fā)出警告和被盜后提供準(zhǔn)確的汽車位置信息，不能取代傳統(tǒng)的汽車防盜器，但能提供非常實用的防盜功能，為被盜車的查找提供快速準(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。同時該監(jiān)控器也可以和通用的汽車防盜器相整合，發(fā)展為更加完善的系統(tǒng)。