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基于ARM的智能车载终端设备系统的设计

发布时间:2017-12-06 00:44:55   编辑:www.dm48.cn

 1 系统的整体构建

  智能车载管理系统由智能车载终端设备、GPRS无线通信链路以及主站监控中心3个部分组成。总体结构框图如图1所示。 图1 智能车载管理系统结构框图   智能车载终端设备主要包括ARM微处理器、IC卡读写模块、语音提示模块、GPS定位模块、GPRS无线数据传输模块、LCD液晶显示模块和电源模块。本文将重点介绍智能车载终端设备的设计和实现,该终端主要实现以下功能: ① 公交刷卡消费:乘客持公交IC卡刷卡消费时由IC卡读写模块从卡内扣除相应的消费额,并把余额写回卡中。如刷卡成功,则蜂鸣器发出“嘀”的提示音;如刷卡出现异常,则语音模块发出“请重刷”或“请充值”等提示音。最后,把乘客每次的消费额和卡内的余额通过LCD液晶显示模块显示。 ② GPS实时定位功能:通过不断地接收卫星传来的导航电文,车载终端通过GPRS无线数据传输模块定时向主站监控中心发送车辆当前经纬度、速度等信息,并在车载终端的LCD液晶显示模块上显示,主站监控中心接收该信息,并将车辆位置实时地显示在电子地图上。 ③ 调度功能:车载终端通过GPRS无线数据传输模块接收主站监控中心发来的控制命令和调度信息,实现公交管理系统的实时调度功能。 2 车载终端的硬件设计 2.1 ARM微处理器   在综合考虑系统性能和产品成本等因素的基础上,本系统选用LPC2103作为中央处理器。LPC2103是基于支持实时仿真的32位ARM7TDMIS核的微处理器,带有32 KB嵌入的高速Flash存储器。具有超小LQFP48封装和很低的功耗,内置宽范围的串行通信接口(包括多个UART接口、SPI和SSP接口、2条I2C总线接口),8 KB的片内SRAM,多个32位定时器,1个改良的10位ADC和多达13个边沿或电平触发的外部中断引脚的32条高速GPIO线,这些特性使其特别适用于工业控制和医疗系统等领域[1]。 图2 IC卡读写模块控制原理图 2.2 IC卡读写模块   IC卡读写模块采用周立功公司生产的ZLG500A读写卡模块和ZY1730语音模块。IC卡读写模块控制原理图如图2所示。ZLG500A读写卡模块采用Philips公司高集成ISO 14443A读卡芯片MF RC500,与ARM微处理器之间采用三线SPI接口,分别为SCLK、SDATA、SS。ZLG500A读写卡模块通过天线与IC卡之间进行无线数据和能量的传输,最高速率可达106 Kbps,具有真正的反冲突功能,与IC卡通信时需要经过3轮确认,保密级别很高。 2.3 GPS定位模块   本系统中GPS定位模块采用的是Gstar GS92,GPS定位模块硬件设计原理图如图3所示。该模块支持NMEA 0183 V3.01标准输出,工作电压为3.3~5.5 V,TTL电平接口,波特率可设置[2]。在本系统中,GS92模块的引脚4(RXDA)和引脚5(TXDA)分别与LPC2103的TXD0和RXD0相连,引脚8接LED指示灯,引脚21接3 V的备用电池。工作时,GPS模块与主控制器LPC2103进行通信,通过设置模块定时输出GPS定位数据,由主控制器对GPS数据进行处理,提取出经纬度、时间等有用信息作为GIS监控的基本数据。 图3 GPS定位模块硬件设计原理图 2.4 GPRS无线数据传输模块   GPRS无线数据传输模块采用Simcom公司的GSM/GPRS双频模块SIM300C,该模块主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。SIM300C具有独立的语音接口,配合车载终端上的LCD显示屏和操作键盘,可以方便地拨打电话。SIM300C模块与主控制器LPC2103通过UART1接口进行通信,传输速率设置为115 200 bps。模块与控制器间的通信协议是AT命令集,除了串口发送(TXD)、串口接收(RXD)之外还需要一些硬件握手信号,其中DCD信号用来检测GPRS无线数据传输模块是处于数据传送状态还是处于AT命令传送状态,DTR信号用来通知GPRS无线数据传输模块传送工作是否已经结束[3]。GPRS无线数据传输模块硬件设计原理图如图4所示。 [1] [2]