车载GPS定位及车辆安全监控系统设计

• 作 者: 王琳
• 机 构: 西安工业大学
• 出 处: 西安工业大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 运输管理 车辆监控 卫星定位 无线通信

随着车辆日益增多，交通运输的经营管理和合理调度越来越重要，基于GPS的车辆定位及车辆安全监控系统已经被广泛应用。目前大多数系统采用两个8位单片机或带双串口的8位单片机作为中央处理器，通过GSM短消息方式实现车辆和监控中心的数据传输。这样的系统，当短消息阻塞时，无法实时获取车辆位置；受限于单片机处理速度和短消息的数据传输能力，无法实现如图像监控等功能。本文对车载GPS定位及车辆安全监控系统设计进行了研究。主要内容如下：
⑴设计选用支持CMOS图像传感器和DSP指令的ARM926EJ-S处理器AT91SAM9260，并采用GPRS作为车辆和监控中心进行通讯的数据传输链路，来提高数据传输的实时性和传输能力，为车辆的图像监控提供硬件平台。
⑵硬件设计中，根据系统功能，设计了GPS模块、GPRS模块、CMOS图像传感器的应用电路和AT91SAM926处理器的外围电路。为了保证有足够的数据存储空间，选用32M×32Bit SDRAM和256M×8bit Nand Flash作为存储介质。由于车辆采用蓄电池供电，为了不影响车辆正常使用，系统电源管理进行了低功耗设计。在抗干扰方面主要考虑了车辆点火时产生脉冲干扰。
⑶软件设计中，采用嵌入式操作系统eCos为平台，并使用多线程编程技术来提高系统的实时性。设计只局限于嵌入式操作系统的应用，对嵌入式操作系统本身未做深入研究。eCos对AT91SAM9260处理器的支持，借用别人已经移植好的代码。本文设计了实现系统控制功能的通讯规约和通讯规约解析程序、GPS模块的通讯解析程序、GPRS模块通过AT指令建立网络链接程序；图像监控部分编写了图像采样程序并参考IJG组织的JPEG压缩程序的源代码编写了适合本系统的图像压缩算法程序。
⑷软、硬件设计完成后，针对设计的原理样机进行了调试和测试。硬件方面：根据嵌入式系统调试流程和系统硬件结构，针对关键信号设计了测试用例并进行调试和测试。具体的测试用例有：处理器外围电路信号测试；GPRS和GPS通讯波特率测试。软件方面：根据软件逻辑和功能，参照控制流测试技术设计了测试用例并进行测试。具体的测试用例有：UART1和UART2的数据发送和接收测试：通讯规约的解析程序测试；GPS模块的数据接收测试；GPRS模块的数据发送和接收测试。限于时间图像采样和压缩部分程序未做测试。总体结果表明，系统实现了基本功能，达到了预期目的。