基于GPS和GPRS的多功能汽車(chē)記錄儀的設計

2．4 GPS
GPS是本系統實(shí)現定位的核心部分，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規定的數據信息。通信參數：波特率為4 800 b／s，數據位為8 bit，停止位為1 bit。無(wú)奇偶校驗。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
本系統每1O s鐘通過(guò)GPRS將當前速度、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測車(chē)輛的當前狀態(tài)。GPRS模塊采用的是SIM300C，它 體積小，采用DIP板對板連接器，低功耗，高速傳輸語(yǔ)音、SMS(短信)、數據和傳真信息，最關(guān)鍵的是它內嵌強大的T-CP／IP協(xié)議棧，支持標準AT指 令集。本系統通過(guò)SIM300C建立TCP管道傳輸數據。建立過(guò)程如下：

其中1 024規定每次傳輸量最大不超過(guò)1 KB。
2．6 語(yǔ)音模塊
系統在超速行駛、疲勞駕駛時(shí)，相應的高亮度LED閃爍，同時(shí)啟動(dòng)語(yǔ)音報警功能，發(fā)出“超速，請減速”的警告語(yǔ)音，而且記錄儀能播放監控平臺發(fā)送的短信的內容即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、繼續合成、改變波特率等，可以自動(dòng)識別詞組，多音字。語(yǔ)音通過(guò)PWM(脈寬調制)輸出至喇叭。為與監控軟件、數據庫和GPRS模塊兼容，采用通用性更好的Unicode碼，通信參數：波特率為4 800 b／s，數據位為8 bit，停止位為1 bit無(wú)奇偶校驗，OSYNO 6288內置有功放，軟件調節音量至11級，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)到播放內容。
2．7 數據存儲器
汽車(chē)行駛記錄儀是在汽車(chē)行駛過(guò)程中對汽車(chē)各種狀態(tài)進(jìn)行記錄的電子裝置，各種狀態(tài)數據存儲是汽車(chē)行駛記錄儀的重要部分。此前大多設計均采用Flash和鐵電 存儲器并用的方式。但是對于實(shí)時(shí)操作系統Linux只要采用一片Flash就可以滿(mǎn)足需要。目前Linux操作系統可以很好支持 NandFlash，AT91sam9260支持Nand Flash啟動(dòng)，并且與之相應的yaffs2文件系統已經(jīng)成熟，保證了數據的準確性。由于本系統需要保存大量數據：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存儲器。
2．8 油位傳感器
本系統加裝精確的油位傳感器，對油位實(shí)時(shí)記錄，并通過(guò)GPRS傳輸至監控平臺，車(chē)輛運營(yíng)企業(yè)可以實(shí)時(shí)掌握車(chē)輛的油位情況，徹底杜絕司機偷油賣(mài)油，拉私活的情況發(fā)生。
車(chē)輛電環(huán)境復雜干擾多，因此采用電流型傳感器。本系統采用CR-606型電容式油位傳感器，當油進(jìn)入容器引起傳感器殼體和感應電極之間的變化，適用于任何不導電的液體，油位精度高，油位液在采集小于1 mm，測量誤差小于0．1％，標準輸出4～20 mA的線(xiàn)性電流信號，經(jīng)過(guò)150Ω精密電阻轉換至0．6～3 V電壓信號，通過(guò)AT91sam9260的A／D轉換模塊轉換為數字量并保存。
2．9 實(shí)時(shí)時(shí)鐘
主處理器AT91sam9260雖內置時(shí)鐘，但是當處理器斷電后，該實(shí)時(shí)時(shí)鐘所有寄存器的內容將全部丟失。為此，系統需要外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 PCF8563符合這一要求，PCF8563具有掉電檢測器，當供電電壓低于某個(gè)值時(shí)，秒寄存器中的某標志位將置1，指明此時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘可能會(huì )產(chǎn)生不準確的時(shí)鐘／日歷信息，從而避免了記錄儀對錯誤時(shí)間的記錄。此外，PCF8563可以工作在1～5．5 V的寬電壓范圍內，具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單、運行穩定性、精度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，Linux內核對其支持穩定可靠，滿(mǎn)足本系統的要求。
2．10 通信接口
根據GB／T19056-2003，標準記錄儀應至少配置2種標準接口：USB標準接口、標準RS-232型9針接口。通過(guò)RS-232串行口直接進(jìn)行數 據傳輸比較容易實(shí)現，可靠性高。AT91sam9260的串行口經(jīng)電平轉換器MAX232轉換為EIA／TIA-232-E電平，從而提供標準的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)記錄儀軟件設計
汽車(chē)記錄儀是無(wú)人控制的，在汽車(chē)開(kāi)始運行時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，本系統采用Linux操作系統，運行過(guò)程為：汽車(chē)上電記錄儀啟動(dòng)，開(kāi)始引導Bootstrap、Uboot，通過(guò)Bootloader調用Linux內核，加載yaffs2文件系統，自動(dòng)啟動(dòng)應用程序。
3．1 主程序
應用程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。主程序負責整個(gè)系統的初始化，硬件設備通過(guò)信號(軟中斷)與主程序交互數據，完成相應的操作，主程序流程如圖4所示。