嵌入式系统实例 - GPS导航仪.ppt

1.3 嵌入式系统设计过程 1.3.1 需求分析 1. 需求与规格说明 2. 确认需求 3. 简单的需求表格 1.3.2 规格说明 1.3.3 体系结构设计 1.3.4 设计硬件构件和软件构件 1.3.5 系统集成 1.3.6 系统测试 小 结 * 嵌入式系统设计实例 -- GPS导航系统 嵌入式系统设计实例 --GPS车载导航系统 一、设计指导 1．内涵：本GPS导航系统所具有的功能： （1）导航引导和定位（2）地图信息查询和浏览（3）语音导航（4）通过GPRS在线更新电子地图 3.地图匹配的自主导航算法：以车辆导航系统为例,地图匹配就是根据移动物体的历史轨迹,参照数据库中存储的道路数 2．分析：由上述需求来看，该系统首先需要的搭建一个GPS车载导航硬件系统，其次，做一个以单行数据库为数据基础的，针对导航数据库的操作行为这样的一个软件系统。 4．应用系统体系结构进行设计分析 在该应用系统中，软、硬件的分工，是 一个系统是否具有生命力的关键，电度测量 正确，则是系统生命力的第一个关键技术问 题。 下面讨论可供选择的三种方案。 （1）采用电压、电流互感器 采用电压、电流互感器，经信号调制处理后，形成 一个电压、电流的物理量（0—5V电压），定时采集这 两个数值，再用A/D转换器，将其转换为数字量，即di， dv，根据公式： 这样，就可以求出电度值。 该方法的优点：可省去机械电度表，降低硬件成本； 缺点：信号调制处理电路较难设计，要做到高可靠性不很容易。另外，校表是一个大问题，且需电业计量部门批准。在批量生产中校表是一种较大的工作量。 （2）采用反光标记 在电度表的铝盘上，贴一个反光标记，另设计一 个计数电路。每转一圈可使计数器加1，就是说，将机 械电度表的基准计数用于电子电度表。 优点：简单可行； 缺点：作如此改动易影响原表精度。 （3）增加摄像头 在电度表计数器之前，加一个摄像头，定时取出 计数器图象，经识别软件识别，读取机械表的电度 值。 这种方法，软件、硬件成本都较高，但对原系统 损坏较小，且不会改变电表精度。 本例后一阶段的设计基于第三种方案。 5．后期处理 后期的软件处理，均按上述算法进行。 6．参数设置 在分时计费中，有分时价格表需要设置；在分 台阶计费中，需将电度台阶计费表输入。 参数输入方法： 可自带键盘及显示器输入，还可在PC机上通过 串行口输入电度表中。前者需较多的硬件电路。而 后者在使用时不方便。 7．收费方式 （1）预存，当余额接近零值（或某一预定值）时报警。 （2）交费，欠费后要求在规定的时限内交费。 1．ARM7基本系统 S3C44BOX 32MSDRAM 16MFLASH 2．串行口 3．LCD接口 4．摄像机接口（可用USB） 5．IIC（I2C）卡接口(用耒输入经费) 6. I/O引脚二个、仃电控制及喇叭报警 二、硬件设计 硬件设计的图示见下页。 图中，基本系统价格约200元，显示屏约20元，CCD约20元，IC卡约20元，总计硬件价格不超过280元。 硬件设计示意图 1．初始化软件 2．电度表摄入及分析软件 3．卡输入软件 4．人、机接口软件 5. 计费软件 三、软件设计 嵌入式系统设计题目详解 1.公交车站信息系统 题目内涵：设计一个公交车站信息系统，该系统为整个公交信息系统子系统。公交信息系统主要含有三个子系统：（1）公交车信息子系统：负责将自己的GPS位置发给公交调度中心子系统；（2）调度中心子系统：收集所属所有车辆的位置信息，将其定时发给公交车站信息子系统；（3）公交车站信息子系统：公交车站信息子系统在定时收集到信息后，显示该类信息。 此公交车站信息系统在收集到这些信息后，应该有一个较好的人机界面系统，可方便操作和显示相关信息。 2.出租车拼车信息系统 题目内涵：为绿色交通辅助信息系统。绿色交通信息系统就由三部分组成：（1）出租车信息系统：定时发送当前时刻车辆所在地、目的地及搭乘客人数量；（2）中心信息系统：收集所有拼车的信息，并加进途经信息；（3）拼车站信息系统：发出请求出租车人员的号码及目的地车站，中心系统在接收到拼车站信号后，迅速从车辆登记处系统中找到合适的车辆，并将信号发给出租车及拼车人员，二者都作出相应的显示，拼车成功后，撤消这些信息。 3.公共服务行业（银行、医院等）排队信息系统 题目内涵：公共服务就体现其公正性、公平性，并能用现代化技术减少等待时间，本题目要求设计出一个排队产品，使公共服