基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式车载监控系统设计与实现

摘要

4S一体化系统是市场上集测量、遥感，测绘、信息采集与实时传输、内外业工作的实时数字一体化野外工作站系统。系统硬件从芯片层面开始，软件从统一数据结构开始，将4个S融为一体，中心采用CS多网融合方式实现互联，系统按照计算机原理研制成4S嵌入式终端。 本文在参与研制的GMAC型4S一体化车辆智能调度管理系统的背景下，介绍了一种具有功能丰富，大容量，低成本、高性价比的智能终端的研制原理及其技术环节的实现。GPS智能终端系统是一种融合全球卫星定位系统（GPS），地理信息系统（GIS），通用无线分组业务（GPRS），遥感（RS）于一体的高科技系统。系统将移动目标的位置、时间、状态、报警、方向等信息实时地通过GPRS络传送到监控中心，然后在WebGIS地图上显示移动目标运动轨迹，并对车辆目标的各种状态信息进行监控和查询，为调度管理提供可视化的信息来源。目前，基于GPS/GIS/GPRS/RS车载智能监控系统是智能交通（ITS）研究的热点内容。 本文分析了车载监控系统的功能需求，提出了一套新的车载监控终端设计方案，并完成终端的硬软件件设计和关键技术的实现，详细介绍了各个控制模块的电路设计。同时本文为克服前后台系统软件设计时的弊端，将实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到监控系统的主处理器中，将一个较为复杂的应用程序，按照软件工程中的解耦原则分解为多个任务模块，提高了整个系统的实时性、可靠性和开发效率。系统为完成数据的采集和传输，将嵌入式μIP协议移植到处理器中，并将协议栈中的各个协议都以任务的形式实现。软件设计中用并发多任务方式设计了终端的软件程序，文中同时给出了各个任务的工作流程和运行状态。设计并实现了一种中心与移动端的通信协议，在移动端硬件资源较少的前提下，利用中心计算机服务器的硬软件资源实现了丰富的系统功能。 通过动静态实验，系统达到了立项时的目标。嵌入式车载监控系统在物流、出租车、私家车监控及其它运营公司中具有很高的实用价值，并且为车辆管理、防盗等方面提出了一套解决方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1课题应用的背景

1.1.2课题研究的意义

1.2国内外发展现状和前景

1.2.1国外的发展现状和趋势

1.2.2国内的发展现状和趋势

1.3论文的主要工作和内容安排

第二章车载监控系统的总体设计

2.1监控系统的功能分析

2.2车辆监控系统的工作原理

2.2.1智能终端工作机制

2.2.2监控中心的架构

2.3车载终端的硬件电路设计

2.3.1单片机MSP430

2.3.2 GPS模块

2.3.3 GPRS通信模块

2.3.4以太网接口

2.4.本章小结

第三章嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植

3.1 MSP430F1611单片机介绍

3.2μC/OS-Ⅱ实时系统介绍

3.3μC/OS-Ⅱ的移植条件

3.4μC/OS-Ⅱ在MSP430上的移植

3.4.1集成开发环境

3.4.2 INCLUDE.H文件

3.4.3 OS_CPU.H文件

3.4.4 OS_CPU_A.S43

3.4.5 OS_CPU_C.C

3.5 RTOS对存储器的需求

3.6本章小结

第四章移动终端软件的详细设计

4.1 TCP/IP协议栈的嵌入

4.1.1嵌入式TCP/IP协议栈简介

4.1.2μIP协议栈的架构分析

4.1.3 μIP协议栈中协议的实现

4.1.4μIP协议栈的移植

4.2串口中间件

4.3 GPS模块数据任务设计

4.4主处理器MSP430F1611主任务设计

4.5 GPRS模块的数据通信

4.6本章小结

第五章系统测试与分析

5.1环境测试

5.2电源测试

5.3 TCP/IP协议栈的测试

5.4监控中心功能测试

5.5测试结果分析

总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及其科研成果

致谢