基于CAN总线的半挂车安全预警系统设计

4 系统软件设计
4.1 操作系统引导
本系统软件设计采用目前比较流行的嵌入式实时多任务开放式操作系统μC-OS/II 。该操作系统要在S3C44B0X处理器上运行必须先对其进行移植[3]，然后由Bootloader中由BOOT()、Loadfile()两个函数来完成操作系统的引导和控制权的转移。系统将LCD、音频、CAN接口控制器等全部硬件驱动程序，图形API，控件函数，以及系统的基本任务生成专门的库（在STD2.5的开发环境下生成的库为ucos_lib.alf），使基于库的应用程序开发变的异常
简单，不用考虑底层的细节。应用程序开发后与专门库、头文件以及μC/OS-II操作系统会绑定在一起编译，生成唯一执行文件system.bin，存放在16M FLASH中，在系统启动时由BootLoader依靠文件系统从FLASH 中读到SDRAM 中，然后移植到该代码上，完成操作系统的引导任务。
4.2设置TPMS的胎压与温度报警门限
汽车轮胎的压力与温度是密切相关的，当轮胎气压低于标准值时，变形增大，受力发生变化，若胎压长期低于正常气压的80%，在高速行驶时，轮胎会因急剧升温而脱层，甚至导致爆胎[4]。当轮胎气压高于标准值时，因轮胎与地面接触的面积减少，单位压力增高，使轮胎胎面的中部磨损增加。通过室内试验证明：气压提高25%，轮胎寿命将会降低15～20%；气压降低25%，寿命大约降低30%。此外，汽车轮胎温度越高，轮胎的强度越低，变形越大(一般不能超过80℃，当温度达到95℃时，轮胎的情况非常危险)，每升高1℃，轮胎磨损就增加2%，行驶速度每增加一倍，轮胎行驶里程将降低50%[5]。因此，最好不要超温、超速行使。由于不同载重、不同型号的半挂车轮胎标准胎压、温度不同，系统设置为可由触摸屏面板自行输入参考标准胎压和温度值。实际胎压值在标准胎压值的-10到+10%之间波动认为正常；在-25%到-10%之间或+25%到+10%之间波动视为一般性异常，发出二级预警信号，提示司机做出相应处理；低于25%或高于25%视为严重异常，发出一级预警信息。在不考虑外部温度、路面等因素影响，默认轮胎最大温度值为８０ oC，超过８０ oC视为一般异常，发出二级预警，超过１００oC视为严重异常，发出一级预警信号。系统中通过触摸屏参数选取任务TouchOption_Task()可获得用户指定轮胎标准压力和最大温度，存放于变量Press和Temp中。
4.3 胎压显示、声音预警
为保证系统的实时性，采取中断方式接收CAN 总线数据，由Main_Task()任务完成。对于接收到的压力、温度采样数据，首先调用CANData_deal()函数根据ID 码区分各个轮胎的数据，由Display_Task()任务执行在LCD 上以直方图的形式显示轮胎压力信息；其次切换到任务Sound_Task()将数据与用户设置的压力（温度）标准值进行比较，若上下偏离标准值在25%（20%温度标准值）范围内，采取一级报警策略，连续播放急促的警报声，提请司
机立即停车；再次将数据与标准压力（温度）值进行比较，若偏离标准值10%，发出二级报警信息，断断续续的滴答声，提请司机注意轮胎压力不够或过大，影响轮胎使用寿命和经济运行，需要对轮胎进行检修。各任务间的信息传递和任务唤醒采用邮箱机制。
void Mian_Task(Void *id) //接收处理CAN 总线数据任务
{……// MCP2510 初始化，准备以中断方式接收数据
for(;;)
{rxmsg=(char)*=OSMboxPend(ISRTaskMbox,0,err);//接收邮箱消息
if(*rxmsg=’0’
{rINTMSK-(~BIT_TIME0);禁止外部中断，但不禁止节拍中断
rINTMSK|=BIT_EINT4567;
canRead(n, id, data, length, rxRTR, isExt);
CANData_deal(id,data);
rINTMSK=~(BIT_EINT4567);//开启中断
・・・・・・}}}
void CANData_deal(id,data) //CANData_deal()对数据进行处理
{・・・・・・//定义相关信息
if ydata[1]> Pressure*110%* || data[1] Pressure*90% ||data[2]> Temperature
{ isrtxmsg=‘2’;//向邮箱发送二级声音预警信息
OSMboxPost(soundMbox,(void*)isrtxmsg)
}else
{if ydata[1]>ya*125* || data[1]ya*75% ||data[2]> Temperature*120%
{ isrtxmsg=‘1’;// 向邮箱发送一级声音预警信息
OSMboxPost(soundMbox,(void*)isrtxmsg)}}
canid=id0x700//对id 第8―10 位进行判断
switch(canid)
{ case 0: //结点1 数据处理和显示
ya1=data[1]
・・・・・・
case 0x100: //结点2 数据处理和显示
ya2=data[1];
・・・・・・}}
void Display_Task(Void *id) //预警信息显示任务
{・・・・・・
TextOut(pdc,20,20,ch1,true,2)//输出提示文字：“轮胎压力信息显示”
LineTo(pdc, 0, ya*110%/2+200);//压力最高预警线
LineTo(pdc, 0, ya*90%/2+200);// 压力最低预警线
DrawRectfram(pdc,40,200+ya1/2,90,200);//轮胎1 对应的直方图
・・・・・・
DrawRectfram(pdc,235,200+ya4/2,285,200);//轮胎n 对应的直方图
・・・・・・}