一種基于時間觸發(fā)模式的汽車防盜系統(tǒng)的設計

3.3系統(tǒng)硬件部分

　　1）采用了Atmel公司生產的AT89S52單片機作為處理核心，該處理器有32個I/O口，3個Timer，最多支持8個中斷。因為256B的片上RAM資源不夠，所以系統(tǒng)使用了擴展的64KRAM，此外AT89S52的8K片上flash對于該系統(tǒng)來說已經足夠。該處理器可以支持不同的功耗模式，適用于對于成本和功耗敏感的場合。

　　CPU外接型號為AT24C01的EEPROM作為數(shù)據(jù)存儲器，用來存放車主電話號碼等信息。AT24C系列串行E2PROM具有I2C總線接口功能，功耗小，寬電源電壓（根據(jù)不同型號2.5V～6.0V），工作電流約為3mA,靜態(tài)電流隨電源電壓不同為30μA～110μA。系統(tǒng)中使用了P2口模擬I2C總線與E2PROM連接，這樣的方式相比硬件實現(xiàn)I2C協(xié)議可以簡化電路，降低成本。

　　AT89S52芯片中提供了內置看門狗，在一定的時間周期內，我們必須對看門狗的寄存器進行設置，如果沒能及時設置，看門狗將使系統(tǒng)復位。

　　2）每臺終端在使用前需要進行初始化設置。該設置是通過串口來完成的，通過復用與GPS連接的串口來實現(xiàn)終端設備的初始化。需要定義好其通信協(xié)議和需要配置的具體內容。

　　3）該終端安裝在汽車比較隱蔽的地方，采用汽車電源供電的方式。該終端的主要功能是負責GPS信號的接收處理、告警數(shù)據(jù)的上報、中心控制命令的接收、處理及命令的執(zhí)行等工作。

　　4）GPRS模塊采用法國WAVECOM公司Q2406B,上傳速率可達2618kbits/s,下載速率可達5316kbits/s。GPS模塊有以下兩種選擇：

　　a）直接選擇串口連接方式的GPRSMODEM。

　　b）選擇內置的GPRS模塊外加天線的設計方法。

　　采用第一種方法可以降低開發(fā)和維護的難度，而且安裝方便，但是成本比較高。第二種方法需要在硬件上設計相關的電路，開發(fā)難度較大，不過可以降低成本。

　　5）車輪速度傳感器也叫輪速傳感器或轉速傳感器，它可以測出車輪與驅動軸共同旋轉的齒圈數(shù)，然后產生與車輪轉速成正比的交流信號。車輪速度傳感器信號通過ADC電路轉換為數(shù)字信號傳送給CPU進行判讀。

　　3.4任務的設計

　　通過對圖2以及系統(tǒng)功能的分析我們將系統(tǒng)軟件劃分為多個任務，任務的名稱，任務周期以及執(zhí)行時間等信息如表1所列。

　　在表列出的各項任務中，Task1每1ms對buffer進行查詢，如果有需要收發(fā)的信息，馬上通過串口收發(fā)。串口收到的string流存放到緩沖區(qū)中，交給Task2進行處理。Task2周期為1s，負責PUD短信的編解碼，對命令的識別和控制信號的發(fā)送，它是系統(tǒng)中最耗費資源的任務。Task3每隔10s執(zhí)行一次，它對車速傳感器采集的信號進行判別，如果需要告警，則將消息發(fā)送給Task2進行處理。Task4每48ms檢測一次消息，完成對汽車控制信號的發(fā)送。Task5在小于16383個CPU機器周期內（這里以12ms為周期），對看門狗進行置位，保證系統(tǒng)的正常運行。

　　根據(jù)合作式調度器的原理與各任務的周期，設置定時器每1ms產生一個周期中斷信號。因為有多個任務的執(zhí)行時間超過1ms,Task1無法按規(guī)定的頻率執(zhí)行。因此采用直接將Task1包含進定時器中斷服務子程序的方法，從而使所有任務的周期及執(zhí)行時間均能滿足系統(tǒng)任務可調度的要求。

　　在工程中采用事件觸發(fā)模式很大程度上會增加系統(tǒng)的復雜性，導致龐大的代碼結構。這樣的代碼長度及復雜性不適合普通開發(fā)人員構建，而商業(yè)實時操作系統(tǒng)往往價格昂貴，并且需要很大的操作系統(tǒng)開銷。采用基于時間觸發(fā)模式開發(fā)系統(tǒng)可以滿足實時、簡單、可預測性等工程要求。在應用實例中也可以看到，對于任務周期與執(zhí)行時間相差懸殊的任務，為滿足可調度性的要求，將需頻繁執(zhí)行的短任務加入定時器中斷服務子程序的方法延長了中斷處理的時間，同時削弱了系統(tǒng)實時響應能力及可預測能力。此外，也可以通過將執(zhí)行時間長的任務分解成幾個執(zhí)行時間短的任務來滿足任務可調度性。相對于事件觸發(fā)模式，時間觸發(fā)模式對工程技術人員的要求更高。

　　4.結語

　　通過軟硬件的設計，汽車防盜系統(tǒng)實現(xiàn)了對汽車的實時監(jiān)控和報警，并能實現(xiàn)硬件硬件防盜功能。汽車電子中嵌入式系統(tǒng)得到了大量運用，如何整合汽車的原有資源，設計出強大而且實用的應用，將是未來汽車嵌入式開發(fā)的目標。