《嵌入式系統(tǒng)實(shí)例》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《嵌入式系統(tǒng)實(shí)例（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例,,,--,GPS導(dǎo)航系統(tǒng),,1.3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程,,,1.3.1 需求分析,,1. 需求與規(guī)格說(shuō)明,,2. 確認(rèn)需求,,3. 簡(jiǎn)單的需求表格,,,,,,,1.3.2 規(guī)格說(shuō)明,1.3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,,,1.3.4 設(shè)計(jì)硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件,,1.3.5 系統(tǒng)集成,,1.3.6 系統(tǒng)測(cè)試,,小 結(jié),,,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例,,,--GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng),,一、設(shè)計(jì)指導(dǎo),1．內(nèi)涵：本,GPS,導(dǎo)航系統(tǒng)所具有的功能：,,（1）導(dǎo)航引導(dǎo)和定位（2）地圖

2、信息查詢和瀏覽（3）語(yǔ)音導(dǎo)航（4）通過(guò),GPRS,在線更新電子地圖,,,3.地圖匹配的自主導(dǎo)航算法：,以車輛導(dǎo)航系統(tǒng)為例,地圖匹配就是根據(jù)移動(dòng)物體的歷史軌跡,參照數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的道路數(shù),,,2,．分析：由上述需求來(lái)看，該系統(tǒng)首先需要的搭建一個(gè),GPS,車載導(dǎo)航硬件系統(tǒng)，其次，做一個(gè)以單行數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的，針對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的操作行為這樣的一個(gè)軟件系統(tǒng)。,,4．應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,,在該應(yīng)用系統(tǒng)中，軟、硬件的分工，是,,一個(gè)系統(tǒng)是否具有生命力的關(guān)鍵，電度測(cè)量,,正確，則是系統(tǒng)生命力的第一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn),,題。,下面討論可供選擇的三種方案。,,（1）采用電壓、電流互感器,,采用電壓、電流

3、互感器，經(jīng)信號(hào)調(diào)制處理后，形成,,一個(gè)電壓、電流的物理量（0—5V電壓），定時(shí)采集這,,兩個(gè)數(shù)值，再用A/D轉(zhuǎn)換器，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，即di，,,dv，根據(jù)公式：,這樣，就可以求出電度值。,該方法的優(yōu)點(diǎn)：可省去機(jī)械電度表，降低硬件成本；,,缺點(diǎn)：信號(hào)調(diào)制處理電路較難設(shè)計(jì)，要做到高可靠性不很容易。另外，校表是一個(gè)大問(wèn)題，且需電業(yè)計(jì)量部門批準(zhǔn)。在批量生產(chǎn)中校表是一種較大的工作量。,,,（2）采用反光標(biāo)記,,在電度表的鋁盤上，貼一個(gè)反光標(biāo)記，另設(shè)計(jì)一,,個(gè)計(jì)數(shù)電路。每轉(zhuǎn)一圈可使計(jì)數(shù)器加1，就是說(shuō)，將機(jī),,械電度表的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)用于電子電度表。,優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可行；,,缺點(diǎn)：作如此改動(dòng)易影響原表精度。,,,（

4、3）增加攝像頭,,在電度表計(jì)數(shù)器之前，加一個(gè)攝像頭，定時(shí)取出,,計(jì)數(shù)器圖象，經(jīng)識(shí)別軟件識(shí)別，讀取機(jī)械表的電度,,值。,這種方法，軟件、硬件成本都較高，但對(duì)原系統(tǒng),,損壞較小，且不會(huì)改變電表精度。,,,本例后一階段的設(shè)計(jì)基于第三種方案。,,5．后期處理,,后期的軟件處理，均按上述算法進(jìn)行。,6．參數(shù)設(shè)置,,在分時(shí)計(jì)費(fèi)中，有分時(shí)價(jià)格表需要設(shè)置；在分,,臺(tái)階計(jì)費(fèi)中，需將電度臺(tái)階計(jì)費(fèi)表輸入。,,參數(shù)輸入方法：,,可自帶鍵盤及顯示器輸入，還可在PC機(jī)上通過(guò),,串行口輸入電度表中。前者需較多的硬件電路。而,,后者在使用時(shí)不方便。,,,7．收費(fèi)方式,,（1）預(yù)存，當(dāng)余額接近零值（或某一預(yù)定值）時(shí)報(bào)警。,,（

5、2）交費(fèi)，欠費(fèi)后要求在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)交費(fèi)。,,,,1．ARM7基本系統(tǒng),,S3C44BOX 32MSDRAM 16MFLASH,,2．串行口,,3．LCD接口,,4．?dāng)z像機(jī)接口（可用USB）,,5．IIC（I,2,C）卡接口(用耒輸入經(jīng)費(fèi)),,6. I/O引腳二個(gè)、仃電控制及喇叭報(bào)警,二、硬件設(shè)計(jì),硬件設(shè)計(jì)的圖示見下頁(yè)。,,圖中，基本系統(tǒng)價(jià)格約200元，顯示屏約20元，CCD約20元，IC卡約20元，總計(jì)硬件價(jià)格不超過(guò)280元。,硬件設(shè)計(jì)示意圖,,,1．初始化軟件,,2．電度表攝入及分析軟件,,3．卡輸入軟件,,4．人、機(jī)接口軟件,,5. 計(jì)費(fèi)軟件,三、軟件設(shè)計(jì),,,,,,

6、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目詳解,,1.公交車站信息系統(tǒng),題目?jī)?nèi)涵：設(shè)計(jì)一個(gè)公交車站信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)為整個(gè)公交信息系統(tǒng)子系統(tǒng)。公交信息系統(tǒng)主要含有三個(gè)子系統(tǒng)：（1）公交車信息子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)將自己的GPS位置發(fā)給公交調(diào)度中心子系統(tǒng)；（2）調(diào)度中心子系統(tǒng)：收集所屬所有車輛的位置信息，將其定時(shí)發(fā)給公交車站信息子系統(tǒng)；（3）公交車站信息子系統(tǒng)：公交車站信息子系統(tǒng)在定時(shí)收集到信息后，顯示該類信息。,此公交車站信息系統(tǒng)在收集到這些信息后，應(yīng)該有一個(gè)較好的人機(jī)界面系統(tǒng)，可方便操作和顯示相關(guān)信息。,,,2.出租車拼車信息系統(tǒng),,,題目?jī)?nèi)涵：為綠色交通輔助信息系統(tǒng)。綠色交通信息系統(tǒng)就由三部分組成：（1）出租車信息系統(tǒng)：定時(shí)

7、發(fā)送當(dāng)前時(shí)刻車輛所在地、目的地及搭乘客人數(shù)量；（2）中心信息系統(tǒng)：收集所有拼車的信息，并加進(jìn)途經(jīng)信息；（3）拼車站信息系統(tǒng)：發(fā)出請(qǐng)求出租車人員的號(hào)碼及目的地車站，中心系統(tǒng)在接收到拼車站信號(hào)后，迅速?gòu)能囕v登記處系統(tǒng)中找到合適的車輛，并將信號(hào)發(fā)給出租車及拼車人員，二者都作出相應(yīng)的顯示，拼車成功后，撤消這些信息。,,3.公共服務(wù)行業(yè)（銀行、醫(yī)院等）排隊(duì)信息系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：公共服務(wù)就體現(xiàn)其公正性、公平性，并能用現(xiàn)代化技術(shù)減少等待時(shí)間，本題目要求設(shè)計(jì)出一個(gè)排隊(duì)產(chǎn)品，使公共服務(wù)便利公平。,,4.固話繳費(fèi)系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：現(xiàn)代化家庭會(huì)涉及到多種繳費(fèi)系統(tǒng)，對(duì)繳費(fèi)系統(tǒng)的要求是方便和安全。這關(guān)系到從銀行取款的安

8、全性。因此，在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，從銀行取款時(shí)，要求加一個(gè)指紋驗(yàn)證系統(tǒng)，在銀行端進(jìn)行指紋合法性及即時(shí)性檢查；當(dāng)有效時(shí)則可以取款，而且款項(xiàng)只能進(jìn)入需繳費(fèi)的幾個(gè)固定帳戶，并一并進(jìn)入銀行轉(zhuǎn)帳。,,,5.樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的家電控制系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：現(xiàn)代樓宇中會(huì)有許多家用電器，對(duì)這些家用電器而言，一般的需求即開和關(guān)，特殊的需求則為定時(shí)開關(guān)，或遙控開關(guān)。此電器控制系統(tǒng)中，要求完成這兩個(gè)任務(wù)，即定時(shí)開關(guān)和遙控開關(guān)。,系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為兩部分：（1）家庭中心控制器：負(fù)責(zé)對(duì)所有電器的控制及狀態(tài)檢測(cè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)信息，并從網(wǎng)絡(luò)中獲取控制信息；（2）遙控器：分為本地及遠(yuǎn)程責(zé)任中控制器，前者在本家庭使用，后者一般用手機(jī)增值服務(wù)。

9、在無(wú)線網(wǎng)復(fù)蓋的范圍內(nèi)均可進(jìn)行。,,這里，每一個(gè)子系統(tǒng)都可成為一個(gè)獨(dú)立的子題，如：中心控制器設(shè)計(jì)，遙控器設(shè)計(jì)，家用控制器設(shè)計(jì)。,,,6.樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的家庭安全,,保護(hù)系統(tǒng),,該安全系統(tǒng)有兩大功能：（1）家中有人時(shí)，可檢測(cè)到有人入侵，可手動(dòng)報(bào)警，,,并記錄下罪犯特征；（2）家中無(wú)人時(shí)，有人入侵，可自動(dòng)報(bào)警，并可記錄下入侵全過(guò)程。,上述工作可分為兩個(gè)子題，也可在一個(gè)題目中完成。,,,7.教室節(jié)電系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：教室中，經(jīng)常有下列現(xiàn)象：可能只有一兩個(gè)人，或沒(méi)有人時(shí)，也開著多盞燈，這顯然不符合低碳生活的要求。本系統(tǒng)要求作到：（1）無(wú)人不開燈，或只開一盞夜燈；（2）人少少開燈，人多多開燈。,,題目要

10、求應(yīng)用攝像技術(shù)來(lái)分析教室中的人數(shù)多少和所在位置，開相應(yīng)的少數(shù)燈，并在人走后自動(dòng)關(guān)燈，以達(dá)到節(jié)電目的。,,8.飯店點(diǎn)菜系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：對(duì)現(xiàn)有點(diǎn)菜系統(tǒng)加以改進(jìn)，其改進(jìn)點(diǎn)體現(xiàn)在： （1）顧客自己點(diǎn)菜，飯店服務(wù)員不必參與；（2）增加菜單的視頻信息；（3）增加操作功能，如預(yù)點(diǎn)菜（不確認(rèn)）和預(yù)算帳等，使操作更方便。,,9.智能導(dǎo)游系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：使導(dǎo)游系統(tǒng)顯示一導(dǎo)游圖，并記錄行走路線，顯示之，再增加報(bào)警及景色介紹功能，每到一個(gè)景點(diǎn)，會(huì)自動(dòng)加以介紹，同時(shí)具有交互功能，即可點(diǎn)擊服務(wù)點(diǎn)，如廁所、小賣部等，自動(dòng)顯示出行走路線，并有語(yǔ)音提示。,,10.電子錢包,,該錢包有以下功能：（1）在按指紋后，可以從銀行的

11、相關(guān)帳戶中往電子錢包中存款；（2）通過(guò)USB接口與其它錢包連接時(shí)，可存取款，并顯示之；（3）外接到POS機(jī)時(shí)，可取出錢包中的款，并可取出紙幣；（4）所有交易可接入銀行網(wǎng)絡(luò)上結(jié)算。,,總之，此電子錢包可完全取代錢包的作用，方便交易，且安全可靠。,,11.智能下載器,,題目?jī)?nèi)涵：有一操作界面，可從網(wǎng)站上下載影視節(jié)目，并存入自己的存貯器（硬盤）中，同時(shí)對(duì)硬盤有相應(yīng)的操作功能,其方便在于可如夜間無(wú)人值守時(shí)下載。,,12.太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)朝陽(yáng),,跟蹤系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：為了得到更多的能量，太陽(yáng)能熱水器應(yīng)時(shí)刻面向太陽(yáng)，有兩個(gè)方向需要調(diào)整：（1）水平上180度的旋轉(zhuǎn)；（2）垂直方向上，仰角的變化跟蹤所處緯度調(diào)

12、整。本系統(tǒng)可以是開環(huán)系統(tǒng)，也可是閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)為開環(huán)系統(tǒng)時(shí)，水平角度是時(shí)間的函數(shù)，垂直角度取決于該點(diǎn)緯度；閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)，可用一個(gè)聚焦鏡驅(qū)動(dòng)兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到獲取最大能量的目的。,,13.車牌的智能識(shí)別,,在交通系統(tǒng)中，對(duì)行進(jìn)中車牌的識(shí)別是許多交通控制問(wèn)題的基礎(chǔ)研究。,,用攝像系統(tǒng)采集車牌數(shù)據(jù)，關(guān)鍵在于從一輛車的多方面視頻信息中截取車牌信息，并進(jìn)一步識(shí)別車牌，同時(shí)對(duì)反識(shí)別技術(shù)給出相應(yīng)措施。,,,14.GPS導(dǎo)航系統(tǒng),,由兩個(gè)子系統(tǒng)組成：（1）地理信息系統(tǒng)；（2）GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在此兩項(xiàng)技術(shù)上加入導(dǎo)航算法。,,15.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中的,,操作控制系,統(tǒng),,,題目?jī)?nèi)涵：先了解CAI系統(tǒng)的功能，再對(duì)這些功能進(jìn)行控制，這里，一個(gè)界面系統(tǒng)是十分重要的。,,16.高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng),,,題目?jī)?nèi)涵：收費(fèi)系統(tǒng)與車內(nèi)信息系統(tǒng)用無(wú)線通信，車內(nèi)信息系統(tǒng)在收到收費(fèi)信息后，馬上應(yīng)答，并報(bào)告現(xiàn)有余額；對(duì)無(wú)反應(yīng)的車輛即認(rèn)為是非自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)車輛，提前50米予以警告，有反應(yīng)時(shí)則對(duì)其扣款，將扣款信息交由后臺(tái)管理系統(tǒng)驗(yàn)證。,,17.按等待車輛數(shù)量進(jìn)行紅綠燈,,控制的交通管理系統(tǒng),,題目?jī)?nèi)涵：當(dāng)前紅綠燈管理系統(tǒng)均按時(shí)間進(jìn)行控制，不利于加大車流量。本系統(tǒng)可在兩個(gè)方向上檢測(cè)到等待車輛的數(shù)量，而給出較為合理的紅綠燈時(shí)間。,,18.門禁系統(tǒng),,用指紋或語(yǔ)言識(shí)別來(lái)進(jìn)行門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求：識(shí)別時(shí)間不超過(guò)3秒。,,