畢業(yè)設計--基于gps和gprs的車輛定位系統應用設計與實現（外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　題 目 基于GPS和GPRS的車輛定位系統應用設計與實現</p><p>　　學生姓名 xxx </p><p>　　學 號 </p><p>　　專業(yè)班級 通信工程 <

2、/p><p>　　指導教師 xxx </p><p>　　學 院 通信學院 </p><p>　　答辯日期 2012年6月11日 </p><p>　　基于GPS和GPRS的車輛定位系統應用設計與實現</p><p>　　The Design and Implementat

3、ion of Vehicles Positioning System Application Based on GPS and GPRS </p><p><b>　　xxxx</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　全球衛(wèi)星定位系統利用導航衛(wèi)星進行測時和測距，它是一種將衛(wèi)星及通訊很好的結

4、合在一起的技術。GPS用在大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、資源勘察等許多學科中都有著不可取代的優(yōu)點,并且在經濟和社會中都取得了很好的效益。</p><p>　　本設計主要介紹了GPS和GPRS在車輛定位中的工作原理,車載終端的硬件和軟件設計。該系統的設計與實現是GPRS、GPS技術相結合，利用GPRS的數據傳輸功能，把它接收到的信息通過GPRS網絡上的無線通信鏈路傳到建立在Internet網上的

5、服務器上。以及把車載移動終端的GPS定位信息如何傳到建立在Internet網上服務器的問題做了相關的設計，以達到實現在線實時對車輛運行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術狀態(tài)等各類信息的監(jiān)控。</p><p>　　關鍵詞：GPRS；GPS定位系統；車載終端</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Global satellit

6、e positioning system using navigation satellite timing and ranging, it is a satellite and communications in a very good combination technology. GPS used in geodetic survey, engineering survey, aerial photography, vehicle

7、 navigation and control, resource survey and many other disciplines has irreplaceable advantages in economy and society, and have achieved good benefit.</p><p>　　This paper introduces the design of GPS and G

8、PRS in vehicle positioning in the working principle, hardware and software design of the vehicle mounted terminal. The design and implementation of this system is GPRS, GPS technology, using GPRS data transmission functi

9、on, put it to receive information through the GPRS network wireless communication link to the online server based on Internet. As well as the vehicle mobile terminal GPS positioning information how to build in the Intern

10、et online serve</p><p>　　Key words: GPRS; GPS positioning system; Vehicle terminal</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背

11、景1</p><p>　　1.2 車載智能終端的發(fā)展1</p><p>　　1.3 車載研發(fā)的國內外現狀2</p><p>　　第2章GPS全球衛(wèi)星定位系統3</p><p>　　2.1 GRS技術3</p><p>　　2.2 GPS的系統結構3</p><p>　　2.2.1 G

12、PS空間段3</p><p>　　2.2.2 GPS地面段4</p><p>　　2.2.3 GPS用戶段5</p><p>　　2.3 GPS衛(wèi)星定位原理6</p><p>　　2.4 GPS的應用7</p><p>　　2.5 GPS 短信方案優(yōu)點及缺點8</p><p>　　第

13、3章GPRS移動通信系統9</p><p>　　3.1 GPRS的定義9</p><p>　　3.2 GPRS發(fā)展現狀及技術分析9</p><p>　　3.3 GPRS系統工作原理10</p><p>　　3.4 GPRS數據傳輸的優(yōu)點10</p><p>　　3.5 車載定位系統GPRS方案11</

14、p><p>　　第4章 車載終端的工作原理12</p><p>　　4.1 車載終端系統總體的整體流程12</p><p>　　4.2 汽車行駛記錄儀介紹13</p><p>　　4.3車載定位終端的硬件結構16</p><p>　　4.4車載終端的軟件結構18</p><p>　　4.4

15、.1 液晶顯示20</p><p>　　4.4.2 數據采集控制程序23</p><p>　　4.4.3 汽車是否啟動檢測程序的設計24</p><p>　　4.4.4 基于μC/OS-Ⅱ的任務調度24</p><p>　　第5章 應用實例27</p><p>　　5.1運行環(huán)境27</p>

16、<p>　　5.1.1 硬件支撐環(huán)境27</p><p>　　5.1.2 軟件支撐環(huán)境27</p><p><b>　　5.2 安裝27</b></p><p>　　5.3 登陸工作站28</p><p>　　5.4 系統功能29</p><p>　　5.5 監(jiān)控中心部分31

17、</p><p>　　5.5.1 監(jiān)控中心架構31</p><p>　　5.5.2 監(jiān)控中心功能31</p><p>　　5.6 對車輛的操作32</p><p>　　5.6.1 位置查詢33</p><p>　　5.6.2 實時監(jiān)控34</p><p>　　5.6.3 軌跡回放34

18、</p><p>　　5.6.4 按距離監(jiān)控34</p><p>　　5.6.5 超速報警35</p><p>　　5.6.6 偏移路線報警35</p><p>　　5.6.7 車輛調度36</p><p><b>　　總結38</b></p><p><b

19、>　　參考文獻39</b></p><p>　　附錄1 英文文獻原文40</p><p>　　附錄2 英文文獻翻譯50</p><p><b>　　致謝60</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b&g

20、t;　　1.1 課題背景</b></p><p>　　衛(wèi)星導航定位是指利用衛(wèi)星導航定位系統提供的位置、速度及時間等信息來完成對各種目標的定位、導航。衛(wèi)星導航技術是全球發(fā)展最快的三大信息產業(yè)之一，涉及集成電路技術、軟件技術、通訊技術、嵌入式系統、地理信息系統等多領域的戰(zhàn)略性高新科技，在信息、交通、安全防衛(wèi)、防災、救災、環(huán)境監(jiān)測等方面發(fā)展前景十分廣闊。</p><p>　　隨著社會

21、的不斷進步，車輛在人們的生活中起了越來越重要的作用，而車輛帶來的問題也日趨明顯，交通堵塞、汽車被偷等案例這些問題，因此，完善智能交通系統是十分重要的，也是解決這些問題的有效措施。</p><p>　　車載智能終端是汽車電子化、智能化的一個重要應用。車載智能終端是集GPS技術，GPRS技術和汽車行駛記錄儀于一體的綜合車輛管理系統。監(jiān)控中心根據GPRS向其發(fā)回的汽車全球定位數據，能夠在GIS地圖上顯示受監(jiān)控車輛的位置

22、。汽車行駛記錄儀能夠實時檢測汽車行駛過程中的狀態(tài)數據和事故疑點數據。</p><p>　　1.2 車載智能終端的發(fā)展</p><p>　　隨著電子工業(yè)和電子技術的飛速發(fā)展，車載智能終端由當初簡單的汽車數據記錄儀發(fā)展到集數據采集、數據存儲、全球定位系統、地理信息系統和各種無線通信技術、多媒體技術于一體的高性能智能化汽車數字電子裝置。</p><p>　　國外汽車電子技

23、術的發(fā)展大致經歷了三個階段：第一個階段從上世紀60年代中期到七十年代末期，為局部應用階段；第二階段為70年代末期到90年代中期，機電一體化思想和技術運用到汽車設計中；第三階段從上世紀90年代中期到2010年為全面應用階段。</p><p>　　歐盟、日本等國家早在20世紀70年代就開始以立法的形式在部分客運車輛及貨車上強制安裝使用記錄儀，經過靠近30年的發(fā)展，已經形成了一套體系完善，車輛監(jiān)控、調度制度健全的全國范

24、圍內的車輛行駛監(jiān)控中心，大大減少了由于汽車行駛安全帶來的人員和財產的損失，也因此受到物流運輸、汽車租賃、企事業(yè)單位、保險公司和交通管理部門的歡迎。國外在車載智能終端方面的研究受市場需求量的驅動發(fā)展迅速，從其穩(wěn)定性、安全性、易用性、完善性角度比較走在了世界的前列。</p><p>　　我國從20世紀80年代后期開始，在少數地區(qū)也曾試用過由國內一些科研機構及企業(yè)自主研制的數字式汽車電子裝置。經過20多年的發(fā)展，車載終

25、端的研發(fā)已經初具規(guī)模，向正規(guī)化和專業(yè)化發(fā)展。但與歐盟等國家相比較，我國汽車電子技術的整體水平比較落后，與國外的主要差距表現在：自主開發(fā)能力差，技術水平低、應用范圍小、器件和產品精度差、相關立法滯后、研究與應用脫節(jié)等。</p><p>　　1.3 車載研發(fā)的國內外現狀</p><p>　　經過多年的發(fā)展，中國車載導航的市場得到了很大的改善，車載導航技術也得到了很大的提升。中國也發(fā)射了北斗導航

26、定位系統衛(wèi)星，這將為汽車定位導航技術提供更加完善的基礎，也為定位導航技術的提高提供了更加廣闊的空間，在交通行業(yè)可以得到更好的應用。另外，近年來中國汽車市場的大力發(fā)展，道路建設的完善，電子地圖技術的提高也推動了車載導航技術的發(fā)展的。隨著嵌入式微處理器的不斷發(fā)展和我國自主研發(fā)衛(wèi)星導航定位技術和衛(wèi)星導航接收芯片的不斷完善，相信我國的車載監(jiān)控終端會朝著功能越來越完善、性能越來越穩(wěn)定、設計越來越人性化的方向快速發(fā)展。</p><

27、;p>　　目前，日本是當今車輛導航定位監(jiān)控系統發(fā)展最為成功的國家之一。在日本的一些豪華汽車上，電子導航設備已經成為標準配置。因為車輛導航監(jiān)控系統不僅可以很方便的使駕駛員得到車輛的具體位置、速度和方向等信息；還可以提供路線查詢、路徑查詢，以使駕駛員可以更快的到達目的地；以及遭遇人身安全問題時，獲得緊急求助。</p><p>　　第2章GPS全球衛(wèi)星定位系統</p><p><b&

28、gt;　　2.1 GRS技術</b></p><p>　　衛(wèi)星導航定位是指利用衛(wèi)星導航定位系統提供的位置、速度及時間等信息來完成對各種目標的定位、導航、監(jiān)測和管理。衛(wèi)星導航定位系統是一種以衛(wèi)星為基礎的無線電導航系統，可提供高精度、全天時、全天候的導航、定位和授時信息，是一種可供海、陸、空軍民用戶共享的信息資源。</p><p>　　2.2 GPS的系統結構</p>

29、<p>　　如圖2-1所示，在GPS系統的結構中可分為三個部分：由GPS衛(wèi)星星座組成的空間段；為整個系統的中樞運行控制系統的地面段；各種類型的GPS接收機組成的GPS用戶終端為用戶段。這三部分是GPS系統的重要組成部分，三者缺一不可。</p><p>　　圖2.1 GPS系統結構</p><p>　　2.2.1 GPS空間段</p><p>　　在GPS

30、衛(wèi)星的衛(wèi)星星座空間段中，其中有21顆工作衛(wèi)星，高度一般都達到20200km，在軌道備份中還有3顆備用衛(wèi)星。24顆工作衛(wèi)星分別分布在衛(wèi)星軌道的6個軌道面內中，每個軌道上分布有4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道和地球赤道沒有在同一個水平面上，兩者間有個相對傾斜角，傾斜角大約在55°左右，各軌道平面升交點的赤經相差60度。在相距最近的軌道上，衛(wèi)星的升交距相差30度。衛(wèi)星運行周期為11小時58分。在地平線以上的每顆衛(wèi)星每天約出現有5個小時，同時位于地

31、平線上的衛(wèi)星數目，隨時間和地點的不同而不同，最多可以有 11 顆，最少也會有4顆。另外，如果有衛(wèi)星出現故障，在空間部分的3顆備用衛(wèi)星可根據指令代替發(fā)生故障的衛(wèi)星，以GPS空間部分正常的工作，提高空間部分的工作效益。可以看出這3顆備用衛(wèi)星也有著極其重要的作用。目前全球定位系統空間段部分的工作衛(wèi)星的分布情況如圖2-2所示。</p><p>　　圖2.2 GPS星座圖和衛(wèi)星圖</p><p>　

32、　2.2.2 GPS地面段</p><p>　　星座系統的控制是GPS整個系統的主要工作，而要完成星座系統的控制主要任務的是地面段，因此地面段成了GPS系統的中樞。地面段主要任務是：對所有的衛(wèi)星進行跟蹤以進行軌道和時鐘測定、完成衛(wèi)星時間同步、為衛(wèi)星加載導航電文和預測修正模型參數。</p><p>　　地面段的結構為：1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站。下面介紹的是地面段的各組成部分。<

33、;/p><p>　　首先介紹的是主控站，接收各監(jiān)測站對GPS衛(wèi)星的監(jiān)測數據、衛(wèi)星在工作狀態(tài)下的數據、各監(jiān)測站和注入站工作狀態(tài)數據是主控站的主要任務，并且主控站還需要根據接收到的各類數據，完成以下幾項工作任務：</p><p>　?。?）及時對每顆衛(wèi)星的導航電文進行編算并傳送給注入站。</p><p>　?。?）控制和協調監(jiān)測站間、注入站間的工作，查看衛(wèi)星是否將導航電文發(fā)

34、給了 GPS 用戶系統以及對發(fā)送的衛(wèi)星導航電文是否正確進行檢測。</p><p>　?。?）診斷衛(wèi)星的工作狀態(tài)，改變那些偏離軌道衛(wèi)星的位置及姿態(tài)，調整備用的衛(wèi)星替代失效衛(wèi)星。</p><p>　　其次介紹的是注入站，注入站有3個，3個注入站分別設在南大西洋，南太平洋，和印度洋上，它們的主要任務是：接收主控站發(fā)送來的導航電文，并用S頻段射頻鏈上行將導航電文注入到相應的衛(wèi)星上，導航電文上行每天

35、工作一次或兩次，每次注入14天的星歷。如果由于某個地面站發(fā)生故障，那么導航定位的精準度在一段時間內將會慢慢降低，在這段時間內，預存在各衛(wèi)星中的導航信息還是可以用。此外，注入站每分鐘會報告一次自己的工作狀態(tài)，并且自動向主控站發(fā)射信號。</p><p>　　最后介紹的是監(jiān)控站，監(jiān)控站有5個，5個監(jiān)控站分別設在科羅拉多、夏威夷、大西洋、印度洋、北太平洋馬紹爾群島。監(jiān)測站配有偽距測量接收機和精密的銫鐘，配置這兩個儀器是為

36、了完成為主控站提供衛(wèi)星測量數據的主要任務。每隔1.5s在主控站的遙控下，監(jiān)控站會進行一次偽距測量，利用電離層和氣象數據，每15min進行一次數據平滑，然后發(fā)送給主控站。</p><p>　　2.2.3 GPS用戶段</p><p>　　用戶端重要由各種類型的GPS接收機組成。在這些組成用戶端的GPS接收機中，我們又可以根據作用的不同分為兩大類型：導航型和測地型。</p>&l

37、t;p>　　GPS 接收機主要構成部分是接收機主機，其中接收機的構成還有天線單元和電源兩部分。GPS接收機主要構成部分接收機主機的構成有：信號通道、變頻器、微處理器、存貯器，其構成如圖2-3所示。</p><p>　　圖2.3 GPS接收機原理圖</p><p>　　（1）GPS 接收機天線</p><p>　　天線的作用是將GPS衛(wèi)星信號的極微弱的電磁波能轉

38、化為相應的電流，而前置放大器則是將GPS信號電流放大。GPS天線就是由接收機天線和前置放大器這兩部分組成。以確保接收機的正常工作，減少信號損失。</p><p><b>　　（2）接收機主機</b></p><p>　　接收機主機中包括變頻器和中頻放大器兩個重要組成部分，其中的結構還有：信號通道；存貯器和微處理器。</p><p>　　GPS信

39、號通道是個很重要的組成部分，它是由硬軟件結合的電路而成的，是GPS信號通道接收機的核心部分。作為核心的信號通道，它的作用是有很多，這里介紹的作用有三點：第一搜索衛(wèi)星并跟蹤衛(wèi)星運行軌跡；第二進行偽距測量、載波相位測量及多普勒頻移測量；第三解擴廣播電文數據信號，解調出廣播電文。</p><p>　　接收機內設有存貯器，存貯器是用來存貯衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星歷書、接收機采集到的碼相位偽距觀測值、載波相位觀測值及多普勒頻移的。為

40、了便于進行數據處理和數據保存接，在現代的GPS接收機中都備有存貯器，這樣收機內存數據就可以傳到微機上。</p><p>　　微處理器是GPS接收機的核心部分，微處理器可以通過指令統一調節(jié)GPS接收機的工作。</p><p>　　從以上所述中可以看出，GPS接收機的主要任務是：當GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時，接收機能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并且能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運行；有變

41、換、放大和處理接收到的GPS信號的功能，這樣對測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時間提供了便利，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文，從中計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間，還有就是可以實現使用GPS進行導航和定位的目的。</p><p>　　2.3 GPS衛(wèi)星定位原理</p><p>　　全球定位系統(Global Position System—GPS)是美國從本世紀70年代由美

42、國國防部批準開始研制，歷時20年，耗資300億美元，于1994年全面建成，是具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統。</p><p>　　GPS是利用測距交會原理確定點的位置來進行定位的。它采用多星高軌測距體制，以接收機到GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本觀測量。當地面用戶的GPS接收機同時接收到3顆以上衛(wèi)星的信號后，通過使用偽距測量或載波相位測量，測算出衛(wèi)星信號到接收機所需要的時間

43、、距離，再結合各衛(wèi)星所處的位置信息，將衛(wèi)星至用戶的多個等距離球面相交后，即可確定用戶的三維(經度、緯度、高度)坐標位置以及速度、時間等相關參數。定位原理圖如圖2-4所示，假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達接收機的時間，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數據可以確定以下四個方程式：</p><p><b>　　(1)</b></p><p&g

44、t;<b>　　(2)</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　圖2.4 GPS定位原理</p><p>　　上述四個方程式中待測點坐標X，Y，Z和為未知參數，其中：</p><p&

45、gt;　　分別為衛(wèi)星l、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機之間的距離。分別為衛(wèi)星l、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號到達接收機所經歷的時間。C為GPS信號的傳播速度(即光速)。</p><p>　　四個方程式中各個參數意義如下：</p><p>　　X，Y，Z為待測點坐標的空間直角坐標。、、分別為衛(wèi)星l、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時刻的空間直角坐標，可由衛(wèi)星導航電文求得。分別為衛(wèi)星l、衛(wèi)星2、衛(wèi)星

46、3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。為接收機的鐘差。由以上四個方程即可解算出待測點的坐標X，Y，Z和接收機的鐘差。</p><p>　　2.4 GPS的應用</p><p>　　全球定位系統GPS擁有全球性、全能性、全天候性的導航定位、定時、測速等優(yōu)點。在諸多領域中得到越來越廣泛的應用，最早應用于軍用定位和導航。隨著技術的發(fā)展和完善，目前全球衛(wèi)星定位系統GPS已逐步從軍用擴展到民用，

47、主要涉及海、陸、空的導航和定位，使世界交通運輸業(yè)發(fā)生了深刻變革，推動了航天事業(yè)的發(fā)展。同時在工業(yè)、農業(yè)、測繪、氣象等領域均已得到廣泛應用。下面就GPS在車輛定位中的應用做一下介紹。</p><p>　　GPS在ITS中主要應用于車輛定位、導航和交通管理，是ITS的重要組成部分。在任一時刻、任一目標能通過GPS系統得知汽車的經緯度、速度和準確時間，然后把這些信息通過無線通信網絡提供給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心負責在電子地圖

48、上顯示出車輛運行軌跡；同時，監(jiān)控中心可根據路況信息，發(fā)出調度指令，來完成對車輛的集中監(jiān)控。</p><p>　　2.5 GPS 短信方案優(yōu)點及缺點</p><p>　　與其他無線電臺等傳統方式比較，采用GSM短信息網絡系統具有以下優(yōu)點：</p><p>　?。?）速度快，實時性好，不掉線。</p><p>　　（2）可以雙向通信，及時返回終端

49、信息。</p><p>　　（3）設備體積小，操作簡單。</p><p>　?。?）由于控制中心無須專門設置大功率發(fā)射電臺，將大大降低安裝費用。</p><p>　?。?）覆蓋面廣受地理環(huán)境的影響小。</p><p>　　與此同時，現有GPS短信方案又存在著如下所示的缺點：</p><p>　?。?）傳送時間不確定：因

50、為短信采用信道命令時隙來傳送，沒有專門的數據通道，所以在命令時隙出現繁忙時候就容易出現數據傳送延遲或丟失的情況。</p><p>　?。?）信道容量有限：一條短信最多能傳送140個有效字節(jié)，不能全面及時地反映車輛的實時信息。</p><p>　　(3) 通信費用昂貴：基本按照收發(fā)的總條數來計算。</p><p>　　(4) 可擴展性差：以SMS為主要通信鏈路，受鏈路

51、帶寬的影響，無法進一步擴展將來的其它數據傳輸業(yè)務。如車輛運行中的圖像監(jiān)控等。</p><p>　　(5) 盡管車載GPS監(jiān)控系統有利于交通部門實現交通管理智能化，但目前短信方式的綜合性能較差從而阻礙了該系統的全面推廣。</p><p>　　第3章GPRS移動通信系統</p><p>　　3.1 GPRS的定義</p><p>　　GPRS是通

52、用分組無線服務技術（General Packet Radio Service)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸的方式不同，是以封包（Packet）形式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。</p><p>　　GPRS經常被描述成“2.

53、5G”，也就是說這項技術位于第二代（2G）和第三代（3G）移動通訊技術之間。它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道，提供中速的數據傳遞。GPRS突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統進行部分改造來實現分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數據速率卻相當可觀。而且，因為不再需要現行無線應用所需要的中介轉換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。GPRS分組交換的通信方式在分組交換的

54、通信方式中，數據被分成一定長度的包（分組），每個包的前面有一個分組頭（其中的地址標志指明該分組發(fā)往何處）。數據傳送之前并不需要預先分配信道，建立連接。而是在每一個數據包到達時，根據數據包頭中的信息（如目的地址），臨時尋找一個可用的信道資源將該數據報發(fā)送出去。在這種傳送方式中，數據的發(fā)送和接收方同信道之間沒有固定的占用關系，信道資源可以看作是由所有的用戶共享使用。</p><p>　　由于數據業(yè)務在絕大多數情況下都

55、表現出一種突發(fā)性的業(yè)務特點，對信道帶寬的需求變化較大，因此采用分組方式進行數據傳送將能夠更好地利用信道資源。</p><p>　　3.2 GPRS發(fā)展現狀及技術分析</p><p>　　GPRS是在現有GSM網絡上發(fā)展出來的一種新的分組交換數據應用業(yè)務，與傳統的GSM電路撥號交換相比，GPRS在資源利用效率、交換容量和性能上都有一個質的飛躍。GPRS拋棄了傳統的獨占電路交換模式，采用分組交

56、換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了100%，在邊遠地區(qū)也達到了80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s。</p><p>　　GPRS采用TCP/IP協議，非常容易和現有Internet技術及應用平臺整合，使各種IP技術與服務同移動通信技術相結合，為客戶提供各種高

57、速高質的移車載動數據通信業(yè)務。</p><p>　　3.3 GPRS系統工作原理</p><p>　　GPRS 是采用分組交換技術的無線數據傳輸系統，能兼容GSM網絡，并且在網絡上能更加有效的傳輸數據和信令，它是在現有的GSM網絡中增加了GPRS支持節(jié)點和服務支持節(jié)點來實現的。系統的原理如圖3-1所示。</p><p>　　SGSN——服務GPRS支持節(jié)點； GG

58、SN——網關GPRS支持節(jié)點；</p><p>　　PCU ——分組控制單元； PDN ——公用數據網；</p><p>　　圖3.1 GPRS系統原理圖</p><p>　　3.4 GPRS數據傳輸的優(yōu)點</p><p>　　利用GPRS進行數據傳輸具有下面列出的幾項優(yōu)點：</p><p>　　(1)

59、移動通信：GPRS無線通信打破了過去有線通信的固定位置限制，可根據業(yè)務需要隨時增減數據傳輸點，極大地拓展了通信的領域。</p><p>　　(2) 費用低廉：GPRS網絡按照客戶收發(fā)數據包的數據流量來收費。以GPS監(jiān)控系統為例，同樣的一筆業(yè)務，其通信費用約為過去的1/5～1/8，具有較強的成本競爭能力和市場推廣性。</p><p>　　(3) 永遠在線：客戶隨時都與網絡保持聯系，即使沒有數

60、據傳送時，客戶仍然在網上與網絡之間還保持一種連接。</p><p>　　(4) 快速登錄：連接時間很快。GPRS無線終端一開機，就可與GPRS網絡建立連接，每次登錄網絡，一般僅需1到3秒。</p><p>　　(5) 高速傳輸：由于GPRS網絡采取了先進的分組交換技術，數據傳輸最高理論值可達171.2kb/s。實際使用中一般能達到20～40kb/s。</p><p>

61、;　　(6) 組網靈活：中國移動的GPRS 網絡覆蓋面廣，可在全國漫游而不增加額外費用，特別適合中小用戶以低成本方式在短時間內組建自己的跨區(qū)域性數據網絡。</p><p>　　(7) 信道保障：GPRS通信鏈路由中國移動這樣的專業(yè)運營商維護，在出現通信鏈路中斷的情況下能得到及時搶修，免除通信鏈路維護的后顧之憂。</p><p>　　(8) 防雷擊：GPRS采用小功率短天線，不需要室外架設大

62、天線，克服了有線傳輸設備和無線電臺容易被雷擊而損壞和中斷通信的情況。</p><p>　　3.5 車載定位系統GPRS方案</p><p>　　深入分析現有車載GPS短信系統，我們認為一套組網方便、性價比高、隨時在線、穩(wěn)定的通信方式，可有效解決車載GPS監(jiān)控系統在通訊傳輸中龐大費用等問題，也是車載GPS監(jiān)控系統在運輸行業(yè)中普遍推廣的必要手段。而現在中國移動的GPRS網絡正是滿足這一需求的新

63、興通信方式，同時以原有GSM為備份鏈路，完全可以保證GPS監(jiān)控系統數據傳輸的實時性與可靠性，同時在性能和價格方面均有質的飛躍。其組網方式如圖3-2所示。</p><p>　　圖3.2 車載GPS系統GPRS方案示意圖</p><p>　　車載GPS系統GPRS方案的主要特點，如下所示：</p><p>　　(1) 通訊費用低：車載GPS監(jiān)控系統的通信特點是：具有突發(fā)

64、性，但數據量小，對采用按流量計費的GPRS非常有優(yōu)勢。</p><p>　　(2) 數據傳輸效率高：GPRS是一種新型移動數據通信業(yè)務，給移動用戶提供高速無線IP服務。GPS設備采集的位置信息經過分析處理后，封裝在IP報文中進行傳輸，其最大數據傳輸效率>90%。</p><p>　　(3) 強有利的安全措施：GPRS網絡采用GSM的多種物理信道加密方式，同時在應用層還提供中心專線接入

65、、專用APN等安全措施，可完全滿足運輸管理系統對安全的擴展性要求。</p><p>　　(4) 可擴展性強：可根據將來業(yè)務的需要在GPRS上增加新的監(jiān)控內容，如增加圖像傳送等。</p><p>　　(5) 可選短信備份：在GPRS不通的情況下，可以通過傳統的短信備份方式來保證關鍵信息的傳送。</p><p>　　第4章 車載終端的工作原理</p>&l

66、t;p>　　4.1 車載終端系統總體的整體流程</p><p>　　車載終端系統是集成于汽車行駛記錄儀和車載衛(wèi)星定位系統（GPS）以及GPRS技術的智能汽車電子裝置。該終端具有車輛行駛狀態(tài)監(jiān)測、車輛定位、信息傳輸、緊急報警、車載電話、救援通話等多項功能。</p><p>　　其中，車輛行駛狀態(tài)監(jiān)測主要是指汽車行駛記錄儀在汽車行駛的過程中，不斷對汽車行駛速度、行駛里程、疲勞駕駛時間和各

67、種狀態(tài)量進行檢測和存儲，為事故分析及處理提供原始和可靠的資料；</p><p>　　車輛定位主要指可將車輛位置信息，包括經度、緯度、方向、速度、時間等，及時傳送回監(jiān)控中心；</p><p>　　信息傳輸主要指用GPRS將車輛定位等信息向監(jiān)控中心傳送以及將監(jiān)控中心發(fā)回的調度命令回送；</p><p>　　緊急報警是指若車輛一旦出現緊急情況，可通過報警按鈕向監(jiān)控中心發(fā)送

68、報警信息，比如車輛行駛在高速公路上，當發(fā)生交通事故等異常情況時，可以通過這個功能向監(jiān)控中心求助，這樣有利于對事故即時處理，將損失降至最小。</p><p>　　車載智能終端主要適合于安裝在長途物流運輸，城市出租車輛以及公交車輛中。例如在城市出租車輛中大面積安裝和使用車載智能終端可以全面提高出租車輛管理水平和管理效益。</p><p>　　監(jiān)控中心可以完成系統的運行監(jiān)測、調度控制、信息管理及

69、外部數據接口。實現對車輛的自動漫游跟蹤，顯示有關的各種信息，并且可以實時發(fā)布文字及圖像信息。</p><p>　　圖4-1所示為車載終端的工作示意圖。該圖所示的汽車中均裝了配備有汽車行駛記錄儀，車載衛(wèi)星定位系統的車載智能終端。汽車在行駛的過程中不斷與衛(wèi)星通過信道1進行數據通信，得到準確的定位信息，然后將定位數據及其它相關信息通過圖中2、3所示的通信鏈路發(fā)送至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心根據實際路況和具體工況通過通信鏈路向汽

70、車回送數據命令。通過這樣一個過程，監(jiān)控中心可以實現對汽車調度。圖示僅僅描述了城市出租車輛和監(jiān)控中心的通信過程。</p><p>　　圖4.1 車載終端工作示意圖</p><p>　　圖4.2 車載智能終端的結構示意圖</p><p>　　由圖4-2可以看出，車載智能終端包含車載衛(wèi)星定位系統終端和汽車行駛記錄儀終端。兩個終端進行無縫連接，協調工作。</p>

71、<p>　　4.2 汽車行駛記錄儀介紹</p><p>　　汽車行駛記錄儀(以下簡稱記錄儀)是一種用于記錄、存儲、顯示、打印輸出車輛有關行駛狀態(tài)信息的裝置。記錄儀的使用，對遏止疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。</p><p>　　如圖示為行駛記錄儀的硬件結構圖：</p><

72、p>　　圖4.3 記錄儀的硬件結構圖</p><p>　　在圖4-3中，可以看到，記錄儀由中央處理器S3C44B0X01、串口，報警部分、鍵盤、數據檢測、顯示器等部分組成。處理器統一對各個模塊進行任務調度和分配，協調完成相應功能。</p><p>　　處理器S3C44B0用于處理各個模塊回送過來的數據以及向各個模塊發(fā)出操作命令。串口用于上下位機之間的通信，這些通信包括上位機向下位機發(fā)

73、送配置數據以及下位機向上位機回送各類信息數據。</p><p>　　報警部分用于對駕駛員違規(guī)操作做出提醒。如，當車速過快時，報警部分會發(fā)出“超速行駛”的警告音，汽車連續(xù)行駛時間超過4個小時時，會發(fā)出警告音等。</p><p>　　鍵盤部分用于完成人機交互功能，在汽車行駛記錄儀中，有很多操作需要駕駛員的手動命令來完成。例如，汽車啟動后，記錄儀要求駕駛員選擇駕駛序列號，記錄儀維護人員在初次安裝

74、記錄儀時，需要通過鍵盤來配置一些參數等。</p><p>　　數據檢測部分包括汽車行駛速度檢測、汽車連續(xù)行駛時間檢測、汽車行駛里程檢測、8路開關量檢測，4路門信號量檢測等。這些檢測到的數據回送至處理器后，處理器將這些數據保存到存儲器中。</p><p>　　而顯示器則用于顯示菜單，汽車行駛速度，實時時間等信息。</p><p>　　圖4.4 S3C44B0內部資源結

75、構圖</p><p>　　汽車行駛記錄儀能否正常、可靠、穩(wěn)定工作在很大程度上取決于處理器的性能的好壞。在選擇記錄儀處理器的方面，我們基于以下幾點考慮：</p><p>　?。?）按照國標要求，汽車行駛記錄儀應能夠以高于0.2秒的時間分辨率記錄并存儲車輛停車前20s實時時間對應的車輛行駛速度值及車輛制動狀態(tài)信號，且記錄次數至少為10次；記錄儀還應能夠以不大于1min的時間間隔持續(xù)記錄并存儲車

76、輛在最近360h內的行駛狀態(tài)數據。這就要求記錄儀中所選用的處理器不但能夠有較快的數據處理能力，而且能夠應付頻繁的任務切換所帶來的任務壓棧、出棧所帶來的額外負荷。</p><p>　?。?）由于記錄儀在工作的過程中，同時需要運行若干個任務。比如，正常工作時，記錄儀需要在液晶上顯示當前時間，汽車當前行駛速度，汽車當前行駛里程等信息，這就要求在軟件設計時能有一個很好的任務切換機制，我們選擇μC/OS-Ⅱ來進行任務管理以

77、解決上述問題。</p><p>　?。?）另外行車記錄儀所處的環(huán)境十分惡劣,除天氣變化、潮濕、機械振動等干擾因素外,汽車電氣設備中有很多導線、線圈和元件,它們有不同的電容和電感,而任何一個具有電感和電容的閉合回路都會形成振蕩回路。當汽車上的電氣設備工作產生火花時就會產生高頻振蕩,并以電磁波的形式發(fā)射到空氣中,其中點火系統產生的電磁波頻率高、強度大,影響尤為嚴重?；鸹ㄈ闹行碾姌O對其殼體有一定的電容,中心電極本身又

78、有一定的電感,這樣,火花塞的電容和電感就形成了一個振蕩回路,在火花塞放電時就會產生高頻振蕩,連接火花塞的導線起著天線的作用,將振蕩以電波的形式向空間發(fā)射。汽車上類似這樣的電路還有很多,像放電機的電刷、喇叭、調節(jié)器觸點等等,這些電器工作時會產生電磁干擾,而且由于回路中的電容、電感的大小不同,產生的振蕩頻率也不相同,其頻率范圍很寬,對其他電器的干擾就很多。因此，抗干擾能力是選擇處理器時必須要考慮的一個重要方面。</p><

79、;p>　?。?）由于受汽車空間因素的制約，記錄儀的體積不能設計得太大。而降低記錄儀體積的一個很好的措施是減小外圍設備所占主板的面積。選擇一種可以集成諸如UART、RTC等外圍設備在芯片內部的處理器，是一個很好的解決方法。</p><p>　　綜合以上的因素，我們選擇了三星公司生產的ARM7芯片S3C44B0X。如圖4-4示為</p><p>　　S3C44B0內部資源結構圖。<

80、/p><p>　　4.3車載定位終端的硬件結構</p><p>　?。?）定位終端硬件體系結構</p><p>　　汽車定位系統由五部分組成：控制電源模塊、LCD顯示模塊、單元MCU、GPS定位模塊和GSRS模塊。加電啟動，再完成初始化之后，用戶如果向該定位終端發(fā)送定位請求，并且是通過GPRS網絡建立無線通信鏈路的形式，終端將同時通過GPS定位和GSRS兩個模塊獲取位置

81、信息，并且將定位信息傳到Internet網上的服務器。如圖4-5示。</p><p>　　圖4.5 硬件構成圖</p><p><b>　?。?）主要接口原理</b></p><p>　　MCU有UART1和UART0兩個串口。MCU分別通過串口1和串口0與GPS模塊和GPRS模塊通信。因為MCU的兩個串口、GPS模塊通信串口、GSPS模塊通信

82、串口均為TTL電平，所以不需要電平轉換芯片，直接將MCU的TXD和RXD與另外兩個模塊的RXD和TXD互聯即可。</p><p>　?。?）各部分采用的模塊介紹</p><p>　　單片機：控制數據端的核心，處理器選用的是C8051F023。3.3V供電，最高工作頻率可達25MHz，在1～2個MIPS內有很多指令可以完成，速度很快，有兩個UART1口；編寫和運行簡單的TCP/IP/PPP協

83、議程序要有片載4KRAM和64KFLASH提供必要的空間；還有充足的I/O口。</p><p>　　GPS接收模塊和液晶顯示模塊：系統采用11.0592MHz晶振，串口1接收GPS信息，P1口和P3口用于12864 LED液晶顯示接口，可以顯示實時時間、緯度、經度及其它GPS數據信息。</p><p>　　GPRS模塊：選用MC35。GPRS模塊提供了9針的標準RS232接口，進行全雙工的

84、數據通信需要通過MAX3232電平轉換芯片和C8051F023的UART0口相連。MC35需12V供電，在上電后還需要DTR的低電平向高電平跳變觸發(fā)啟動。在實際設計中，采用的是C8051F023的P2.0口經MAX3232電平轉換后作為MC35的DTR。</p><p>　　(4) 硬件系統設計電路圖</p><p>　　圖4.6 基于單片機的GPS系統</p><p&

85、gt;　　GPS模塊可以接收GPS衛(wèi)星的信號，并對收集得到的信號進行計算，得出模塊測試點所在位置的衛(wèi)星信息。采用的GPS模塊由五部分組成：變頻器、信號通道、微處理器、存儲單元和接收天線。單片機主控制器的串行接收口連接GPS模塊數據發(fā)送端接收衛(wèi)星信息。液晶顯示模塊的作用是顯示接收到的數據信息。12864數據連接單片機P1口，雙電源供電。如圖4-6示。</p><p>　　圖4.7 GPRS數據收發(fā)模塊</p&

86、gt;<p>　　GPRS數據收發(fā)模塊中數據端的數據來源可以有兩種：一種是由C8051F023自身運算或處理產生，另一種是由其它終端數據設備通過UART0口向C8051F023發(fā)送的數據。如圖4-7所示。</p><p>　　4.4車載終端的軟件結構</p><p>　　車載終端的軟件設計主要集中在汽車行駛記錄儀的軟件設計上面。</p><p>　　在

87、軟件設計上，我們?yōu)槠囆旭傆涗泝x從上電復位到進入休眠狀態(tài)，設計了如圖所示的若干過程。</p><p>　　記錄儀初次安裝到汽車上時，會通過上位機給每個司機分配一個駕駛序列號，該序列號與其駕駛證號相對應。我們這樣設計的目的是為了簡化用插卡方式來識別駕駛員身份帶來的麻煩。</p><p>　　給記錄儀上電后，記錄儀會要求駕駛員選擇駕駛序列號，如果駕駛員在超過20分鐘的時間還沒有選擇序列號的話，

88、記錄儀會進入汽車是否啟動檢測程序，若發(fā)現汽車已經啟動，則記錄儀認為該次汽車行駛過程屬于匿名駕駛，進入匿名駕駛處理程序，如若發(fā)現汽車已經停止，或汽車沒有啟動，則記錄儀自動進入休眠狀態(tài)。</p><p>　　如果駕駛員選擇了駕駛序列號，則記錄儀會從數據庫中將其駕駛證號查詢出來，并在顯示器上顯示。</p><p>　　下面，記錄儀開始進入汽車是否啟動檢測程序。記錄儀如果檢測到汽車沒有啟動，則進入

89、20分鐘延時程序，如果在20分鐘后，汽車還處于停止狀態(tài)，則記錄儀自動進入休眠狀態(tài)。如圖虛線部分所示。</p><p>　　如果汽車已經啟動，則記錄儀開始進入數據采集及處理程序，這里數據處理包括數據的計算和存儲等操作。并在顯示器上顯示當前汽車運行時間和當前汽車行駛速度已經行駛里程。</p><p>　　記錄儀在執(zhí)行這部分操作的同時，還在執(zhí)行一個程序：汽車是否停止檢測程序。如果汽車沒有停止，則

90、記錄儀繼續(xù)進行上述操作，但如果汽車停止運行了，則記錄儀馬上進入20分鐘延時程序，在20分鐘后，還會進行一次汽車是否啟動操作，如果確認汽車停止，則記錄儀進入休眠狀態(tài)。</p><p>　　由上面的關于記錄儀工作過程的分析中，我們可以看出，記錄儀在反復執(zhí)行如下的操作：汽車是否啟動檢測程序，汽車是否停止檢測程序，20分鐘延時，另外還有液晶顯示控制程序，數據采集程序等。</p><p>　　為了能

91、較清晰地講述記錄儀軟件設計過程，我們將要講述的部分作如下的分組：液晶顯示控制程序的設計、數據采集控制程序的設計、汽車是否啟動檢測程序的設計以及汽車是否停止檢測程序的設計。</p><p>　　圖4.8 汽車行駛記錄儀工作流程圖</p><p>　　4.4.1 液晶顯示</p><p>　　液晶顯示部分涉及到一個駕駛員序列號選擇的控制程序，要求駕駛員用鍵盤的按鈕選擇其

92、序列號。為了使程序設計能夠簡單，我們設計了3個鍵用于選擇，如圖4-9所示。鍵盤分為UP鍵，用于向上進行菜單選擇；DOWN鍵，用于向下反向選擇；而OK鍵用于確認。圖中虛框內同時給出了液晶顯示駕駛員序列號選擇菜單的示意圖。當選中起中一個序列號時，會在后面打上符號√作為提示和標志。</p><p>　　圖4.9 鍵盤控制液晶電路示意圖</p><p>　　另外記錄儀還要求液晶顯示器能顯示菜單供人

93、機交互的界面，所顯示的菜單為圖4-10示。</p><p>　　當記錄儀運行汽車是否啟動檢測程序檢測到汽車已經啟動后，處理器對鍵盤操作不予響應，而當檢測到汽車已經停止時，開始根據鍵盤上的動作執(zhí)行相應的操作。</p><p>　　圖4.10人機交互菜單分層結構</p><p>　　4.4.2 數據采集控制程序</p><p>　　數據采集控制程

94、序主要用于記錄儀采集和存儲汽車行駛速度，計算和存儲汽車行駛里程以及各路開關量信號。</p><p>　　汽車行駛速度檢測主要是對車速傳感器傳過來的脈沖信號進行數據處理，數據處理包括單位換算，變量值的計算轉換等。</p><p>　　這部分程序的設計思路主要是在某一時間段如1ms內，計算速度傳感器傳過來的脈沖個數，假使為n，如果汽車車輪的半徑設為R,而且車輛行駛每公里里程時驅動速度傳感器的轉

95、數為r，則可以得到汽車行駛速度的公式：</p><p>　　V=1000n/r；</p><p>　　計算行駛速度的關鍵部分在于檢測脈沖個數。在硬件電路設計時，將脈沖信號輸出線接到了處理器的外部中斷2上面。因此，我們在外部中斷2服務程序中設置一個計數器SpeedCount，用于對輸入的脈沖個數進行計數。同時，我們將處理器自帶的內部定時器5打開，用于1ms定時，當定時時間到后，將SpeedC

96、ount里面的值提取出來，進行分析和計算。</p><p>　　圖4.11 汽車行駛速度檢測程序工作流程圖</p><p>　　檢測程序工作流程圖如圖4-11所示。定時器5的中斷優(yōu)先級高于外部中斷2。當檢測程序啟動時，同時啟動定時器5個外部中斷2，此后二者同時并行工作，定時器5專門用于1ms定時，而外部中斷2用于計數。而當定時器5定時時間到后，會將外部中斷2關閉，調用顯示速度函數，在顯示器

97、上將速度顯示出來，然后將SpeedCount清零，從新開始計數。</p><p>　　4.4.3 汽車是否啟動檢測程序的設計</p><p>　　國標規(guī)定當車速傳感器輸出的脈沖信號超過1脈沖/S，并且持續(xù)5S以上時，可認為車輛是在行駛狀態(tài)，否則認為車輛處于停止狀態(tài)。</p><p>　　汽車是否啟動檢測程序以此作為檢測汽車是否啟動的主要判別依據。</p>

98、<p>　　4.4.4 基于μC/OS-Ⅱ的任務調度</p><p>　　車載智能終端是一個集車載衛(wèi)星定位系統和汽車行駛記錄儀在一起的復雜的系統，車載終端正常工作時，要執(zhí)行下面的操作：</p><p>　　(1) 需要不斷地接收衛(wèi)星定位信息</p><p>　　(2) 通過GPRS網絡向監(jiān)控中心發(fā)送數據和接收命令信息</p><p

99、>　　(3) 記錄儀不斷監(jiān)測汽車行駛時的各種狀態(tài)</p><p>　　其中，記錄儀不斷監(jiān)測汽車行駛時的各種狀態(tài)又包括監(jiān)測汽車行駛速度，汽車行駛里程等若干操作，如圖所示。</p><p>　　可以看出，車載智能終端能否正常工作與各部分控制程序是否協調工作有跟大的關系。因此，需要設計一個很好的控制程序調度機制來協調這些程序間的正常工作。在進行了充分考慮后，我們決定選用嵌入式實時操作系統來

100、進行任務管理。</p><p>　　嵌入式操作系統EOS（Embedded Operating System）是一種用途廣泛的系統軟件，過去它主要應用于工業(yè)控制和國防系統領域。EOS負責嵌入系統的全部軟、硬件資源的分配、調度作，控制和協調。它必須體現其所在系統的特征，能夠通過裝卸某些模塊來達到系統所要求的功能。嵌入式操作系統在系統實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。EO

101、S是相對于一般操作系統而言的，它除具備了一般操作系統最基本的功能，如任務調度、同步機制、中斷處理、文件處理等外，還有以下特點：</p><p>　?、倏裳b卸性。開放性、可伸縮性的體系結構。</p><p>　?、趶妼崟r性。EOS實時性一般較強，可用于各種設備控制當中。</p><p>　?、劢y一的接口。提供各種設備驅動接口。</p><p>

102、　　④操作方便、簡單、提供友好的圖形GUI，圖形界面，追求易學易用。</p><p>　?、萏峁姶蟮木W絡功能，支持TCP/IP協議及其它協議，提供TCP/UDP/IP/PPP協議支持及統一的MAC訪問層接口，為各種移動計算設備預留接口。</p><p>　?、迯姺€(wěn)定性，弱交互性。嵌入式系統一旦開始運行就不需要用戶過多的干預，這就要負責系統管理的EOS具有較強的穩(wěn)定性。嵌入式操作系統的用戶

103、接口一般不提供操作命令，它通過系統的調用命令向用戶程序提供服務。</p><p>　　⑦固化代碼。在嵌入式系統中，嵌入式操作系統和應用軟件被固化在嵌入式系統計算機的ROM中。輔助存儲器在嵌入式系統中很少使用，因此，嵌入式操作系統的文件管理功能應該能夠很容易地拆卸，而用各種內存文件系統。</p><p>　?、喔玫挠布m應性，也就是良好的移植性。</p><p>　

104、　國際上用于信息電器的嵌入式操作系統有40種左右。與其他商業(yè)內核相比較，μC/OS-II的內核結構較簡單，但算法簡單，結構緊湊，實時性較好。μC/OS-II的內核結構包括任務控制塊的結構，就緒表的結構，任務調度以及任務切換機理等，它們根據時鐘節(jié)拍相互協調工作。</p><p>　　(1) μC/OS-Ⅱ簡介</p><p>　　μC/OS-II是專門為計算機的嵌入式應用而設計的實時操作系統

105、，是基于靜態(tài)優(yōu)先級的搶占式（preemptive）多任務實時內核。該內核不大，但具有一般多任務實時操作系統內核所具有的如可移植，可固化，可裁剪，可剝奪之類的全部特性。比較適合嵌入式系統的程序員、策劃人員以及對實時操作系統有興趣的學生。而且因為其經過了嚴格的測試，目前已被應用到了各個領域，如照相機業(yè)、發(fā)動機控制、網絡接入設備、高速公路電話系統、ATM機和工業(yè)機器人等。</p><p>　　(2) 基于μC/OS-Ⅱ

106、的任務調度</p><p>　　μC/OS-II是基于靜態(tài)優(yōu)先級的多任務實時操作系統內核。靜態(tài)優(yōu)先級決定了它進行任務管理等操作時，是以任務的優(yōu)先級為基準的。每個任務都有其優(yōu)先級。任務越重要，賦予的優(yōu)先級越高。</p><p>　　因此，我們必須要做的一步工作是為每個任務分配一個優(yōu)先級。并且這個優(yōu)先級從始至終都不會改變。結合汽車行駛記錄儀實際情況，考慮到上文所述的任務間不存在優(yōu)先級變動問題，

107、為它們每個分配了一個靜態(tài)的優(yōu)先級。表4-1所示為任務優(yōu)先級分配表。</p><p>　　表4.1 任務優(yōu)先級分配表</p><p>　　圖4.12 任務切換流程圖</p><p>　　圖4-12所示為任務切換流程圖。汽車是否啟動檢測任務VTDRCStTest的優(yōu)先級最高。因為記錄儀上電后首先要執(zhí)行的是這一步操作。汽車是否停止檢測任務的優(yōu)先級次之，因為，如果汽車停止了

108、，諸如行駛速度檢測之類的任務就可以被掛起了。其它的任務優(yōu)先級僅僅按照先后順序依次隨機分配，其實它們之間的優(yōu)先級應該是相同的。</p><p>　　當任務VTDRCStTest執(zhí)行，且檢測到汽車已經啟動后，調用函數OSTaskSupend將自身掛起。在汽車停止之前，不再讓此任務進入就緒態(tài)。因為既然汽車啟動檢測工作已經完成，而且檢測到汽車已經啟動后，在汽車停止前這一步就沒有必要再執(zhí)行了。</p><

109、;p>　　當汽車是否停止檢測任務VTDRCSpTest檢測到汽車停止后，OSTaskResume將汽車是否啟動檢測任務恢復。</p><p>　　其它任務每次執(zhí)行完都會調用函數OSTimeDly將自身延時，暫時退出就緒態(tài)。延時時間不等。</p><p><b>　　第5章 應用實例</b></p><p>　　此次的畢業(yè)設計是我通過我所在