GPRS的车辆治理系统设计与实现.docx

基于GPS/GPRS的车辆治理系统设计与实现主控处理芯片选用ST公司的STM32F103VC单片机，其采用ARMCortexM3内核。内部数据途径、存放器、存储器接口都是32位，CortexM3采用了哈佛构造，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。这样一来数据访问不再占用指令总线，进而提升了性。GPRS模块采用SIMCom公司的SIM900A模块，其内置了TCP/IP和PPP协议，不需要移植TCP/IP协议就可以利用GPRS效劳与终端建立连接、传输数据。GPS接收模块采用GlobalSat公司的EB-3631CX模块，此模块上电完成初始自检后，自动接收来自天线的GPS射频信号，经变频、放大、相关、混频等一系列处理后，完成并行通道对其视界内几何位置最正确的数颗卫星的连续跟踪，并测出信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文。导航电文选取GPRMC格式，其格式下包含较全的GPS信息，最后经过串口输出纬度、经度、速度、时间、方向等定位信息到单片机。指纹模块采用深圳指昂公司的的ZAZ-010-B系列指纹识别模块，模块输出为TTL电平，要与单片机的串口相连接需要增加电平转换电路，这里我们选用了MAX232电路。语音局部选用PWM语音播放方式，普通的语音播放一般采用D/A的方式来复原模拟语音信号，这就要求D/A有比拟高的处理位数，必然会增加本钱，PWM方式实现简单，语音质量也有较好的保证。以25KA/D采样速率采样语音数据，将收集的数据存于Flash存储器中Flash采用了SST公司消费的SST25VF016B，带有2MByte的容量，以25K采样速率时录音时间到达80秒。PWM波是由谐波和直流量合成，谐波是需要被滤除的信号，即通过模拟低通滤波器可以将调制后的PWM信号转换成模拟信号，滤波器可以消除大局部高频成分，最后只留下了直流量，到达复原模拟信号的目的。GPS模块、GPRS模块和指纹模块均采用串行通讯方式实现与单片机的通讯，数据传输控制简单可靠，覆盖范围广，实时性强。3车载挪动单元的软件设计3.1C/OS-操纵系统实时操纵系统选用C/OS-，它是一个免费的源代码公开的系统，提供了实时操纵系统所需的根本功能。C/OS-内核包含了任务调度、任务治理、时间治理、内存治理和任务间的通讯与同步等根本功能。可以针对不同的硬件优化代码，去掉不需要的变量和不使用的函数，我们所用的实时操纵系统需要向下负责治理硬件系统提供的各种资源，向上为各个层次协议软件提供数据通讯接口，分享信息以及进程治理等。3.2系统初始化程序的实现软件系统初始化首先要定义入口指针，使整个应用程序只有一个入口指针，微处理器复位以后，PC指针将指向设定地址。然后设置各中断的优先级以及开放启动中断。系统初始化时需要设置一张中断向量表，对应各中断向量入口。在控制器访问外部设备之前，需要设置各个外设地址空间，最后完成各串口所连接外设的初始化。3.3GPS信号定位处理GPS模块在运行时不断接收来自卫星的星历参数和时间信息，经过所带算法计算求出模块自身的三维位置、方向以及运动速度和时间信息等。我们在应用软件开发时，不需要再考虑怎样来进步GPS定位信息精度，由于我们是从GPS模块处接收的数据，这个数据已经经过接收机的处理，已经到达最好的精度，假如需要考虑，可以重新选择精度高的GPS模块。由于GPS的导航卫星信号轻易受到外部干扰或者屏蔽问题，当GPS芯片收星才能缺乏时，如当车辆行驶在城市高楼区、地下隧道内、立交桥下时，由于卫星信号受到遮挡而轻易暂时丧失，而使GPS接收机此时无法给出定位解或者定位精度很差。即产生周调，进而失去定位才能。而假如收讯才能过强的话也有副作用，由于卫星发射的GPS信号本身就是电磁波，在地形复杂的环境比方高楼林立的城市中轻易发生发射而产生杂波，这些信号会对GPS定位产生不利的干扰，进而产生漂移现象。GPS模块本身的动态滤波系统无法消除这些粗差的影响。目前，关于粗差的有效辨识和剔除，人们在理论上建立了一些具有针对性的实用方法，如抗差Kalman滤波法、自适应滤波法以及粗差探测修复法等。在算法研究上需要解决几个问题：确定对GPS数据施加算法的环节和时机；确定断定GPS漂移数据的标准；确定矫正GPS漂移数据的方法。如下给出了一种实用的矫正的算法：空间间隔原那么。GPS模块可以从卫星接收到三种数据：目的速率v、目的位置p、目前时间t。因此，GPS接收模块在固定时间间隔内所挪动的间隔D=vt，考虑挪动目的的实际情况，在时间间隔t内两点间的间隔d应该限制在一定范围内，超过了这个范围就认定GPS接收到的数据为周调数据，就应该对其舍去或者处理。D和d的比值应该限定在1附近，假如比值超过1一定限度，就有理由确定GPS数据是一个粗差，应予以校正。在使用前面两种GPS数据断定方法后，对断定为奇异点的GPS数据，可以使用3种方法进展平滑处理：当gps取回的速度小于一定值时由于我们是车载，所以我定义的是2公里/小时，那么以为静止，将此时所取到的gps值全部舍弃掉。对于前一秒速度小于2，后一秒速度也小于2的情况，当前秒无论速度为多少都以为是静止。校验当前秒和前次坐标的间隔，假如超过常识间隔那么丢弃当前点。基于上述方法列出了如下针对速度的处理函数：