一種基于SOPC技術(shù)的便攜式定位系統設計

　　3.3.3 定時(shí)器中斷方式程序實(shí)現

　　系統采用定時(shí)中斷方式與監控中心通信，將定位數據發(fā)往監控中心。NIOS II提供了兩種類(lèi)型的時(shí)鐘，HAL系統時(shí)鐘(HAL system clock)和基于時(shí)標驅動(dòng)(timestamp driver)的時(shí)鐘，后者適用于對時(shí)鐘具有高精度的場(chǎng)合。系統時(shí)鐘提供了定時(shí)的功能，使用定時(shí)器和使用中斷方式一樣，首先要通過(guò)alt_alarm_start ( )函數向系統注冊一個(gè)時(shí)鐘中斷，再在時(shí)鐘中斷服務(wù)程序中實(shí)現GPRS發(fā)送，alt_alarm_start ( )函數聲明如下：

alt_alarm_start (alarm,alt_ticks_per_second( ),GPRS_ISR ( ),NULL)

　　其中alarm為定時(shí)中斷變量，由系統自動(dòng)初始化，第二個(gè)形參為注冊時(shí)鐘中斷后多長(cháng)時(shí)間后開(kāi)始執行服務(wù)程序，alt_ticks_per_second ( )為每秒系統時(shí)鐘的“滴答”數，此處為一秒后開(kāi)始執行，GPRS_ISR ( )為服務(wù)程序，NULL為服務(wù)程序的形參，此處為空。

　　定時(shí)中斷服務(wù)程序完成將定位數據通過(guò)GPRS模塊發(fā)往監控中心，通過(guò)串口向GPRS寫(xiě)數據實(shí)現，通過(guò)下條語(yǔ)句實(shí)現：IOWR_ALTERA_AVALON_UART_TXDATA(BASE, DATA) //向串口寫(xiě)數據，BASE為串口基地址，DATA為要寫(xiě)入數據。

　　3.4 軟件開(kāi)發(fā)中應注意的問(wèn)題

　　針對NIOS II軟核處理軟件開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，總結以下需要注意的幾點(diǎn)：

　　(1) HAL系統庫作為NIOSⅡ處理器支持的軟件包，可以給軟件開(kāi)發(fā)人員提供便利，包括自動(dòng)初始化系統，可以使用ANSI C標準庫等，但這樣是以增加代碼長(cháng)度為代價(jià)的。

　　(2) 進(jìn)行NIOSⅡ軟核處理器的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)時(shí)可以通過(guò)多種方式減少軟件代碼和提高工作效率，包括使用自定義初始化函數alt_main( )，使用精簡(jiǎn)Newlib C庫，優(yōu)化軟件編譯參數，自定義指令等，但這樣無(wú)疑對軟件開(kāi)發(fā)人員提出了更高的要求。

　　(3) 編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)要注意防止系統“死鎖”，尤其是使用ANSI C標準庫函數訪(fǎng)問(wèn)IO設備時(shí)。

　　4 試驗結果

　　該系統樣機與GPS單一定位的定位系統在武漢徐東地下通道進(jìn)行了對比試驗。試驗結果如圖4、圖5所示。從對比結果可以看出，GPS單一定位的定位系統在地下通道區出現了定位盲區，而本系統接收終端在地下通道行走時(shí)，監控中心地圖上還可以實(shí)時(shí)顯示軌跡，克服了以往單一GPS定位系統的定位盲區，驗證了該系統的可行性并體現了其優(yōu)越性。

圖5 GPS單一定位軌跡

圖6 本系統定位軌跡

　　5 總結

　　本文采用SOPC技術(shù)，設計并實(shí)現了一種基于NIOSII軟核處理器的便攜式組合定位系統，并采用GPS和數字指南針組合定位，克服了單一GPS定位的盲區。與傳統的便攜式定位產(chǎn)品相比，該系統具有開(kāi)發(fā)周期短，開(kāi)發(fā)成本低，產(chǎn)品生命周期長(cháng)，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。該系統體積小，便于攜帶，并可以縫制在衣服、飾物品中。適合于老人、小孩、智障人群佩戴，以便對他們進(jìn)行監控，防止他們走失，也適合一些特殊行業(yè)，例如郵政、公安、電力、冶金行業(yè)，市場(chǎng)前景可觀(guān)。