基于GPS和GPRS的多功能汽车记录仪的设计

2．4 GPS
GPS是本系统实现定位的核心部分，采用Gloabalsat的ET-318 SiRF StarⅢGPS芯片组，该模块具有灵敏度高(追踪灵敏度：-159 dbm)，低信号下快速TTFF(首次定位时间)，20通道全视野跟踪，速度精度0．1 m／s，支持NMEA0183和SiRF二进位协议，通过串口固定输出NMEA0183规定的数据信息。通信参数：波特率为4 800 b／s，数据位为8 bit，停止位为1 bit。无奇偶校验。ARM接收其中的RMC(推荐定位信息)，获得时间、经纬度、地面速度、地面航向等信息。
2．5 GPRS
本系统每1O s钟通过GPRS将当前速度、经纬度、方向和时间发送到服务器，管理软件读取这些信息就可以监测车辆的当前状态。GPRS模块采用的是SIM300C，它 体积小，采用DIP板对板连接器，低功耗，高速传输语音、SMS(短信)、数据和传真信息，最关键的是它内嵌强大的T-CP／IP协议栈，支持标准AT指 令集。本系统通过SIM300C建立TCP管道传输数据。建立过程如下：

其中1 024规定每次传输量最大不超过1 KB。
2．6 语音模块
系统在超速行驶、疲劳驾驶时，相应的高亮度LED闪烁，同时启动语音报警功能，发出“超速，请减速”的警告语音，而且记录仪能播放监控平台发送的短信的内容即TTS(从文本到语音)。该记录仪采用语音天下的第二代语音合成器OSYNO 6288。它兼容GB2312、GBK、BIG5和Unicode等4种内码格式文本的合成，可以在9 600，19 200、38 400 b／s等波特率下正常工作，增加多种控制命令。比如合成、停止合成、
暂停合成、继续合成、改变波特率等，可以自动识别词组，多音字。语音通过PWM(脉宽调制)输出至喇叭。为与监控软件、数据库和GPRS模块兼容，采用通用性更好的Unicode码，通信参数：波特率为4 800 b／s，数据位为8 bit，停止位为1 bit无奇偶校验，OSYNO 6288内置有功放，软件调节音量至11级，外接8 Ω／0．5 W喇叭，播放声音洪亮、清晰，即使在较为嘈杂的环境下也可以清楚听到播放内容。
2．7 数据存储器
汽车行驶记录仪是在汽车行驶过程中对汽车各种状态进行记录的电子装置，各种状态数据存储是汽车行驶记录仪的重要部分。此前大多设计均采用Flash和铁电 存储器并用的方式。但是对于实时操作系统Linux只要采用一片Flash就可以满足需要。目前Linux操作系统可以很好支持 NandFlash，AT91sam9260支持Nand Flash启动，并且与之相应的yaffs2文件系统已经成熟，保证了数据的准确性。由于本系统需要保存大量数据：GPS定位信息、疑点记录、行驶记录、 断电记录、疲劳驾驶记录、油位等，所以采用K9F1G08UOB型128Mx2 K页NandFlash存储器。
2．8 油位传感器
本系统加装精确的油位传感器，对油位实时记录，并通过GPRS传输至监控平台，车辆运营企业可以实时掌握车辆的油位情况，彻底杜绝司机偷油卖油，拉私活的情况发生。
车辆电环境复杂干扰多，因此采用电流型传感器。本系统采用CR-606型电容式油位传感器，当油进入容器引起传感器壳体和感应电极之间的变化，适用于任何不导电的液体，油位精度高，油位液在采集小于1 mm，测量误差小于0．1％，标准输出4～20 mA的线性电流信号，经过150Ω精密电阻转换至0．6～3 V电压信号，通过AT91sam9260的A／D转换模块转换为数字量并保存。
2．9 实时时钟
主处理器AT91sam9260虽内置时钟，但是当处理器断电后，该实时时钟所有寄存器的内容将全部丢失。为此，系统需要外部实时时钟。 PCF8563符合这一要求，PCF8563具有掉电检测器，当供电电压低于某个值时，秒寄存器中的某标志位将置1，指明此时实时时钟可能会产生不准确的时钟／日历信息，从而避免了记录仪对错误时间的记录。此外，PCF8563可以工作在1～5．5 V的宽电压范围内，具有体积小、外围电路简单、运行稳定性、精度高、功耗低等优点，Linux内核对其支持稳定可靠，满足本系统的要求。
2．10 通信接口
根据GB／T19056-2003，标准记录仪应至少配置2种标准接口：USB标准接口、标准RS-232型9针接口。通过RS-232串行口直接进行数 据传输比较容易实现，可靠性高。AT91sam9260的串行口经电平转换器MAX232转换为EIA／TIA-232-E电平，从而提供标准的RS- 232接口。AT91sam
9260支持USB主从模式，也可直接外接USB接口。

3 汽车记录仪软件设计
汽车记录仪是无人控制的，在汽车开始运行时自动启动，本系统采用Linux操作系统，运行过程为：汽车上电记录仪启动，开始引导Bootstrap、Uboot，通过Bootloader调用Linux内核，加载yaffs2文件系统，自动启动应用程序。
3．1 主程序
应用程序采用C语言编写。主程序负责整个系统的初始化，硬件设备通过信号(软中断)与主程序交互数据，完成相应的操作，主程序流程如图4所示。