基于MTK平臺(tái)的車輛安全帶應(yīng)用開發(fā)

高速推進(jìn)的信息技術(shù)和交通事業(yè)的迅猛發(fā)展使得人們?cè)谧非笫孢m便利的出行同時(shí)，還對(duì)交通出行的安全有了更進(jìn)一步的要求，特別是長途汽車行駛過程中，安全帶監(jiān)控系統(tǒng)作為安防設(shè)施中的重要組成部分起到越來越重要的作用。在本文所介紹的方案中，結(jié)合MTK平臺(tái)具有成熟軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，配合信息鈕扣（IBUTTON）和相應(yīng)的硬件設(shè)施，組成一套具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、性價(jià)比高、耗電低、遇到異常后能自動(dòng)報(bào)警等功能的安全帶監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。充分利用MTK平臺(tái)的優(yōu)勢，研發(fā)除了實(shí)時(shí)性高、價(jià)格低廉、監(jiān)控效果強(qiáng)的全自動(dòng)車輛安全帶監(jiān)控管理系統(tǒng)。

一、MTK系統(tǒng)介紹

MTK是聯(lián)發(fā)科技股份有限公司的英文簡稱，MTK手機(jī)系統(tǒng)是現(xiàn)在市場上所有國內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)、制造商使用的最多的一個(gè)完整的手機(jī)產(chǎn)品解決方案。其高性價(jià)比和可二次開發(fā)的特性備受手機(jī)制造商的追捧，本文選擇以MT6225為核心芯片，它內(nèi)部集成了ARM7核和DSP核，通過MT6225的GPIO（General Purpose Input Output）即通用輸入輸出口可進(jìn)行外部設(shè)備的擴(kuò)展，集成了RS232，RS485的傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了多路控制，并發(fā)通信。

MTK提供了一整套功能強(qiáng)大的軟件平臺(tái)的支撐，C語言為主要開發(fā)語言，完善的編譯方式使得MTK軟件平臺(tái)能夠快速的完成開發(fā)項(xiàng)目。MTK采用Nucleus OS實(shí)時(shí)搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)，在其上有一個(gè)KAL OS（Kernel Abstraction Layer）層，它作為MTK軟件和nucleus操作系統(tǒng)的接口層，主要為任務(wù)提供各種如計(jì)時(shí)器、隊(duì)列、內(nèi)存管理和事件等系統(tǒng)服務(wù)。

二、信息按鈕iButton介紹及其通信方式

iButton是一個(gè)封裝在鈕扣型不銹鋼外殼里的微型計(jì)算機(jī)芯片，它的直徑為16mm，厚3～6mm。可以實(shí)現(xiàn)雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸使用單總線協(xié)議，使得引腳數(shù)目降至最少：一根數(shù)據(jù)線，一根地線。不銹鋼封裝的內(nèi)圈圓面作為數(shù)據(jù)線，外圈圓面作為地線。IButton也可以通過并口或串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，其傳輸速率可達(dá)142kbps。其主機(jī)可以是PC機(jī)、掌上電腦或筆記本電腦，同時(shí)還需要有讀寫設(shè)備（如Blue Dot）以及相應(yīng)的軟件交接面，如iButton-TMEX。

IButton采用了1-Wire總線技術(shù)，1-Wire總線是一種簡單的信號(hào)電路，它僅用一根數(shù)據(jù)線即可與外界進(jìn)行信息交換。1-Wire總線器件的共性是：每個(gè)器件都有一個(gè)不會(huì)與其它任何器件重復(fù)的出廠時(shí)應(yīng)已固化的序列號(hào)，也就是說，每一個(gè)器件都是唯一的。一旦器件的序列號(hào)已知，通過這個(gè)序列號(hào)，任意一個(gè)器件都可以從眾多連到同一1- Wire總線的器件中被選出用于通信。

通信時(shí)，總線控制器先發(fā)出一個(gè)“復(fù)位”信號(hào)以使總線同步，然后選擇受控制器件進(jìn)行隨后的通信。這可以通過選擇一個(gè)特定的受控器件（利用該設(shè)備的系列號(hào)進(jìn)行選擇）或者通過對(duì)半檢索法找到總線上的下一個(gè)受控器件來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，也可以選擇所有的受控器件。一旦一個(gè)特定的器件被選中，那么在總線控制器發(fā)出下一次“復(fù)位”信號(hào)之前，所有其它器件都被掛起而忽略隨后的通信。

主機(jī)能向用于總線通信的所有器件發(fā)布指令，對(duì)它（或者它們）進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。這是因?yàn)槊款惼骷\(yùn)行不同的函數(shù)，有不同的用途，而且一旦器件被選定，它所用的協(xié)議也就固定下來。即使每類器件有不同的協(xié)議和特征，它們也都有著同樣的選擇過程并且都遵循如圖1所示的流程。

為了實(shí)現(xiàn)主機(jī)控制多臺(tái)MTK的通信目的，本方案使用RS485廣播信息傳輸，值得注意的是要合理安排布線，485總線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟(jì)型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。其通訊質(zhì)量需要根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)試和測試采可以得到保證。485總線雖然簡單，但也必須嚴(yán)格按照安裝施工規(guī)范進(jìn)行布線。

通過RS485所有信息都會(huì)路由到每一個(gè)設(shè)備，不同的設(shè)備會(huì)針對(duì)廣播的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，以確保執(zhí)行正確的命令操作。這個(gè)系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)如圖2所示。

整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)主控設(shè)備，每個(gè)座位安全帶有一個(gè)iButton控制，如果安全帶系上則可以讀取到iButton的ID，否則不能，如此一來就可以根據(jù)iButton的狀態(tài)來判斷安全帶的使用情況，主控設(shè)備會(huì)定時(shí)查詢每一個(gè)MTK設(shè)備所掃描到的iButton情況，從而判斷車輛安全帶是否系上，具體監(jiān)控操作流程如下：

（1）主控設(shè)備定時(shí)廣播查詢請(qǐng)求命令；

（2）MTK設(shè)備收到廣播信息數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并且過濾出有效的命令；

（3）MTK設(shè)備執(zhí)行命令并且掃描iButton，根據(jù)之前的情況判斷出安全帶是否正確使用；

（4）返回?cái)?shù)據(jù)給主控設(shè)備，主控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將結(jié)果顯示在LED；

（5）司機(jī)根據(jù)結(jié)果提醒客戶使用安全帶。

四、結(jié)語

MTK系統(tǒng)提供現(xiàn)成的軟硬件平臺(tái)，將本屬于手機(jī)開發(fā)領(lǐng)域的MTK系統(tǒng)引入安保和生產(chǎn)等領(lǐng)域作為控制核心，既降低了開發(fā)難度，又避免了監(jiān)控系統(tǒng)中常用的主控單元如ARM、FPGA等高昂的價(jià)格，本方案僅對(duì)于開發(fā)者起拋磚引玉的作用，針對(duì)本方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以每個(gè)座位有1個(gè)iButton變?yōu)槎鄠€(gè)iButton，這個(gè)既節(jié)約了資源，同樣還能派生出多種安全帶檢查模式。利用MTK這樣的技術(shù)可以拓展到更多的開發(fā)領(lǐng)域，值得深入研究。