基于Windows CE的物流車(chē)載終端設計

1 軟硬件平臺簡(jiǎn)介

本車(chē)載終端以L(fǎng)iod板為硬件平臺。Liod板的核心PXA270是一款屬于Intel XScale微架構的高性能、低功耗嵌入式處理器。在本設計中要用到的主要有LCD、觸摸屏、以太網(wǎng)接口、全功能串口、音頻接口等。本設計方案采用Windows CE作為軟件平臺。Windows CE是一種針對小容量、移動(dòng)式、智能化設備的多任務(wù)、搶占式、模塊化實(shí)時(shí)嵌入式操作系統。Windows CE具有與桌面Windows幾乎完全

2 硬件設計

2.1 系統硬件設計

在Liod板的基礎上擴充了部分外圍電路。根據Liod板提供的硬件資源和系統需要使用的硬件情況，硬件設計主要包括兩個(gè)部分：以太網(wǎng)口轉串口電路設計和電子秤硬件電路設計。

無(wú)線(xiàn)通信設備采用GPRS Modem。該GPRS Modem通過(guò)Liod板的串行口COM1發(fā)送和接收數據；GPS定位采用12通道定位模塊GARMIN-15L；打印機采用TD58熱敏打印機；電子秤采用應變片壓力傳感器結合C8051F020單片機自行開(kāi)發(fā)；語(yǔ)音提示模塊直接使用Liod板提供的音頻接口。由于GPS接收模塊、熱敏打印機、電子秤都要通過(guò)串行口與Liod板通信，Liod板原有的串口數量已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足要求，因此采用ZNE-100T以太網(wǎng)轉串口模塊，把Liod板的以太網(wǎng)口擴充成3個(gè)串行口。系統的硬件連接如圖1所示。

2.2 以太網(wǎng)口轉串口電路

該電路的核心轉換部分采用ZNE-100T網(wǎng)絡(luò )模塊。經(jīng)過(guò)該電路的轉換，對串口的操作映射為通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行的數據發(fā)送和接收。ZNE-100T模塊引腳定義如表1所列。

上述引腳中，GPIO0～GPIO4是可控制通用I／O口。在功能板的設計中，使用了3個(gè)RS232串口分別發(fā)送和接收電子秤數據、打印機數據和GPS數據。本系統采用帶有使能控制信號的MAX3221電平轉換芯片選擇要使用的串口，具體做法是將GPIO0～GPIO2分別連接到3個(gè)MAX3221的使能端(EN)，這樣就可以通過(guò)軟件來(lái)選擇需要的串口。使能端均為低電平有效，當有一個(gè)串口的使能端為0時(shí)，其他兩個(gè)串口使能端必須為1。

2.3 電子秤硬件設計

電子秤使用應變片壓力傳感器、AD8221運算放大器和C8051F020芯片進(jìn)行設計。電子秤硬件電路框圖如圖2所示。

物品重量通過(guò)應變片壓力傳感器轉換成比較微弱的電壓信號。此電壓信號經(jīng)過(guò)AD822l運算放大器放大，送到C8051F020的ADC1轉換器；轉換后的數據通過(guò)串口發(fā)送出去，同時(shí)在擴展板的液晶顯示屏上顯示重量。電子秤的UART0和PC串口都使用9 600 bps的波特率。

C8051F020的ADC1轉換器是8位的，因此轉換數據是0～255。電子秤的分辨率為20 g，最大稱(chēng)量量程是5.1 kg。

3 軟件設計

3.1 電子地圖

電子地圖模塊采用柵格圖像實(shí)現。柵格圖像又稱(chēng)“位圖”，由像素點(diǎn)組成。與矢量圖像不同，柵格圖像在用作電子地圖時(shí)需要在地圖元素和數據之間建立對應關(guān)系。

首先對坐標系統進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。假設有一個(gè)形狀為嚴格矩形的地圖，其像素坐標原點(diǎn)為(0，0)，地圖X軸方向上的寬度假設為W個(gè)像素點(diǎn)，Y軸方向的高度假設為H個(gè)像素點(diǎn)，某個(gè)點(diǎn)的像素坐標為(x，y)，則定義該像素點(diǎn)的歸一化坐標為(x／W，y／H)。這樣，地圖左上角的歸一化坐標為(0.0，0.0)，右下角歸一化坐標為(1.0，1.0)。把這樣的坐標系統稱(chēng)為“歸一化坐標系”。

采用歸一化坐標系可以簡(jiǎn)化柵格地圖的多級縮放。由于本終端要將車(chē)輛當前的位置顯示在地圖上，而對于不同的地圖級別，地圖的分辨率是不一樣的。那么，當地圖放大或縮小時(shí)，車(chē)輛對應的像素坐標就會(huì )發(fā)生改變；但是，在GPS連續的兩次更新間隔之間，車(chē)輛在地圖上的歸一化坐標是不會(huì )變化的。地圖放大或縮小后，只需要用新地圖的像素寬度乘以歸一化x坐標，即可得到車(chē)輛在新地圖上的x軸像素坐標；同理，可得車(chē)輛在新地圖上的y軸像素坐標。這樣，坐標計算過(guò)程就可以統一起來(lái)。本設計中的電子地圖模塊統一采用歸一化坐標系。

根據設計要求，本終端的電子地圖支持4級縮放。設計中采用一幅大小為2 251