SoPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 SoPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 基于SoPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)采用Altera公司的SoPC(可編程片上系統(tǒng))解決方案Nios處理器軟核為，配合GPS和GSM系統(tǒng)，對汽車的停放和運行狀態(tài)開展監(jiān)控。系統(tǒng)監(jiān)測、記錄和儲存汽車在行駛過程中的各種數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)安全問題，立即采用GSM無線通信方式通知相關(guān)人員和單位，并隨時發(fā)送通過GPS獲得的汽車位置等數(shù)據(jù)，為問題的解決提供及時、準確和可靠的信息，必要時通過GSM對汽車開展遠程控制。 基于SoPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于汽車的防盜、日常維護和交通事故的處理，為車輛故障提供有效的測試手段。 1 系統(tǒng)硬件組成 設(shè)計采用A

2、ltera公司的SoPC開發(fā)工具。系統(tǒng)的開發(fā)包括硬件和軟件兩大部分。使用SoPC Builder生成Nios嵌入式處理器，Nios嵌入式處理器開發(fā)工具允許用戶配置一個或多個Nios CPU，從標準庫中添加外圍設(shè)備，綜合處理自定義系統(tǒng)，與Quartus II設(shè)計軟件一起編譯系統(tǒng)。軟件開發(fā)的步驟是：利用SoPC Builder生成的軟件文件，用文本編輯器編寫匯編語言或C/C+源程序，用GNUPro軟件開發(fā)工具開展程序設(shè)計、連編和調(diào)試。GNUPro將源程序連編（包括匯編/編譯和連接）成可執(zhí)行程序，通過電纜對可執(zhí)行程序開展調(diào)試和運行。Quartus II設(shè)計軟件提供全面有效的設(shè)計環(huán)境，將設(shè)計、綜合、布

3、局和驗證以及第三方EDA工具接口集成在一個無縫的環(huán)境中。利用集成在Quartus II 3.0中的SoPCbuilder可以創(chuàng)立自己的Nios CPU系統(tǒng)。Nios是Altera公司開發(fā)的16/32位嵌入式處理器軟核。 * ?？蒲谢痦椖俊盎赟OPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)”資助。 Altera公司推出了新一代多種系列FPGA，本設(shè)計選用低成本的Cyclone系列器件EP1C12，其具有12 060個邏輯單元，52個M4K RAM塊，239 616個RAM位和2個鎖相環(huán)，用戶I/O引腳249。 系統(tǒng)硬件組成框圖由Nios系統(tǒng)和外部設(shè)備兩部分組成，如圖1所示。 Nios系統(tǒng)包括CPU（Nios）、存

4、儲器（memory）、定時器（timer）、總線和并/串行接口（key_pio、LED_pio、lcd_pio、ccs_pio、uart_0和uart_1）等，并/串行接口分別實現(xiàn)與鍵盤、LED和LCD顯示器、汽車中控系統(tǒng)以及GPS和GSM系統(tǒng)等外部設(shè)備的連接。Nios系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)計結(jié)果分別如圖2和圖3所示。 Nios系統(tǒng)同鍵盤、LED和LCD顯示器、汽車中控系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)等外部設(shè)備的連接比較簡單，GSM系統(tǒng)的連接較為復(fù)雜，如圖4所示。 整個系統(tǒng)的工作過程是：來自汽車中控系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)的信息可以顯示在LED和LCD顯示器上，也可以通過GSM系統(tǒng)開展無線發(fā)送。用戶可以通過鍵盤對系統(tǒng)開展控制

5、，也可以通過GSM系統(tǒng)對汽車中控系統(tǒng)開展遠程無線控制。 2 系統(tǒng)軟件組成 系統(tǒng)軟件主要由主程序、GPS管理子程序和GSM管理子程序等部分組成。 主程序完成系統(tǒng)的初始化，以及鍵盤、LED、LCD顯示器和汽車中控系統(tǒng)的操作管理等。 GPS管理子程序主要負責(zé)從GPS系統(tǒng)接收時間和位置信息。 請求GPS系統(tǒng)返回ASCII時間位置信息的二進制命令為： EqmCnp_uartstatus & 0 x40); /等待發(fā)送準備好 if(m!=n-3) sum=data;/計算校驗和 na_uart_0-np_uarttxdata=data;/發(fā)送數(shù)據(jù) else na_uart_0-np_uarttxdata=

6、sum; /發(fā)送校驗和 int gps,gps_buf;/定義全局變量 void gps_rxd(int context) /接收中斷服務(wù)程序 gps_buf=na_uart_0-np_uartrxdata; /接收數(shù)據(jù) if(gps_buf=q) gps=0; /數(shù)據(jù)定位 if(gps46) gps=46;/忽略無用數(shù)據(jù) GSM管理子程序主要負責(zé)GSM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)管理。 GSM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)以短信形式開展，選擇短信格式的AT命令為AT+CMGF，收發(fā)短信的AT命令分別為AT+CMGR和AT+CMGS，對應(yīng)的管理子程序為： cmgf=A,T,+,C,M,G,F,=,1,0 x0d;/短信格式

7、 void gsm_txd(int data, int n) volatile int m; for(m=0;mnp_uartstatus & 0 x40); /等待發(fā)送準備好na_uart_1-np_uarttxdata=data; /發(fā)送數(shù)據(jù) int gsm=2,gsm_buf=A,T; void gsm_rxd(int context) /接收中斷服務(wù)程序 gsm_buf=na_uart_1-np_uartrxdata; /接收數(shù)據(jù) if(gsm_buf=T) gsm=1; /數(shù)據(jù)定位 if(+gsm=18) gsm=2; 3 設(shè)計調(diào)試方法和設(shè)計結(jié)果 在Quartus II中使用SignalTapII嵌入式邏輯分析儀可以實時觀測系統(tǒng)中節(jié)點的信號數(shù)據(jù)。被觀察的信號可以多進制數(shù)值顯示也可以用波形顯示，但它需要占用芯片更多的資源，因此在對某個模塊的測試結(jié)束后，可以在設(shè)置中把Si