基于GPS定位的嵌入式系统在汽车监控器设计中的应用

　　图3为系统硬件的电路设计图，FS7821LQ具有完整的SD卡驱动及接口，系统直接利用128Mb的SD卡可与其连接。利用FS7821LQ芯片的通用I/O口PORT2_0～PORT2_3形成两个串口，加MAX232电平转换芯片后，分别连接GPS和GSM模块。FS7821LQ芯片包括了一个从USB接口的功能和硬件驱动，系统中预留为USB 2.0的接口，作为产品升级使用。此外，系统还预留了FS7821LQ的10个通用I/O口作为后续报警功能的控制端口。

图3 系统硬件电路设计图

　　系统软件设计
　　由于本监控器包括了多种较复杂的功能，同时具有如短信收发等突发的功能和GPS接收等定时任务，为了更好的完成任务的执行，在组成的嵌入式系统中，移植了μC/OS-II操作系统。μC/OS-II作为一个免费的源码开放的实时嵌入式操作系统，提供了多任务的切换能力和中断、UART的驱动等功能，完全可以满足本操作平台的要求。

　　μC/OS-II作为一个最基本的任务调度内核，只具备任务切换的能力，本监控器根据其功能可分为如表1所示的4个任务：主任务优先级最高（10）;短信收发任务优先级次高（12），主要包括接收短信功能（包括设置、开关监控器）、发送短信功能（报警时5s发送一次GPS坐标），这个任务的时间随机性较大，实时要求较高;GPS接收任务每5s接收一次GPS数据，并解析其坐标，判断是否报警;数据存储任务在报警后每60s存储一次GPS坐标（128Mb卡约可保存1个月的数据）。

因为监控器中使用了USB设备和SD卡，在具备硬件接口的同时必须在软件中提USB和SD的驱动程序。FS7821LQ芯片的开发套件中提供了USB驱动程序和SD/MMC卡的驱动程序，包括支持标准MMC卡命令;嵌入5B命令存储器;嵌入17B响应存储器 ;支持1/4/8位数据宽度;对卡支持20MHz的时钟频率。为了将GPS数据以文件的形式保存到SD卡，必须有一个和PC兼容的文件系统，本监控器将简化的FAT16文件系统移植成功，实现了文件的自由存取。

在移植了C/OS-II并嵌入了USB和SD/MMC卡的驱动程序后，监控器的应用层次的软件安装系统的功能分为优先级不同的多个任务。其中主任务用于生成其他任务，其优先级最高（10）;GPS接收任务负责控制MG-30U/R-GPS模块，并从中获取所需要的GPS数据，其优先级次高（12）;短信收发接收任务完成接收车主短信和发送GPS数据的功能，其优先级再次之（14）;最后，数据存储功能完成GPS在SD卡中的存储和系统设置的功能其优先级为16。程序中同时建立了消息队列用于完成各任务间的通信和数据交换，软件状态流图如图4所示。

图4 软件状态流图发展与前瞻

　　这个嵌入式汽车监控器的设计采用了大量成熟的技术和模块。它的应用主要是在汽车被盗时发出警告和被盗后提供准确的汽车位置信息，不能取代传统的汽车防盗器，但能提供非常实用的防盗功能，为被盗车的查找提供快速准确的信息。随着技术的发展，GPS/GSM中的控制器和主控制器的整合必将成为发展的方向，这样必然能够进一步的降低成本，减小体积。同时该监控器也可以和通用的汽车防盗器相整合，发展为更加完善的系统。