嵌入式系统设计实例

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1、嵌入式系统设计实例--GPS导航系统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

2、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

3、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

4、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S3C44BOX32MSDRAM16MFLASH2．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

5、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

6、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

7、等待时间，本题目要求设计出一个排队产品，使公共服务便利公平。4.固话缴费系统题目内涵：现代化家庭会涉及到多种缴费系统，对缴费系统的要求是方便和安全。这关系到从银行取款的安全性。因此，在设计该系统时，从银行取款时，要求加一个指纹验证系统，在银行端进行指纹合法性及即时性检查；当有效时则可以取款，而且款项只能进入需缴费的几个固定帐户，并一并进入银行转帐。5.楼宇自动化系统中的家电控制系统题目内涵：现代楼宇中会有许多家用电器，对这些家用电器而言，一般的需求即开和关，特殊的需求则为定时开关，或遥控开关。此电器控制系统中，要求完成这两个任