嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)研究

田歡

【關(guān)鍵詞】嵌入式 導(dǎo)航計算機(jī) 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)實現(xiàn)

最早的嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)是由美國AMPRO公司在1990年推出的，這種計算機(jī)系統(tǒng)適合用于嵌入式場合，并且具有較高的可靠性，能夠更好地滿足實際生產(chǎn)需要。本文在對嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)問題分析過程中，以PC/104模塊為例，探討了如何利用該模塊進(jìn)行嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計。

1 嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的硬件構(gòu)成

在利用PC/104模塊進(jìn)行嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要考慮到對PC/104模塊的選擇，保證導(dǎo)航中心能夠?qū)Χ鄠€導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行有效處理，并對相關(guān)信息進(jìn)行采集，從而更好地實現(xiàn)監(jiān)控和管理。在進(jìn)行硬件選擇過程中，主要以AMPRO公司的PC/104網(wǎng)卡為主，利用TCP/IP協(xié)議，對系統(tǒng)信息進(jìn)行收發(fā)。利用EMERALD-MM多串口卡，結(jié)合RS232/422協(xié)議，進(jìn)行導(dǎo)航信息接收，利用CM112多功能顯示卡，對信息進(jìn)行顯示。在進(jìn)行硬件選擇過程中，需要考慮到嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的特點(diǎn)，能夠保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小巧輕便，能夠更好地保證系統(tǒng)功能得以發(fā)揮。關(guān)于系統(tǒng)功能模塊圖，我們可以從圖1中看出。

如圖1所示，我們可以看出，在進(jìn)行嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，還需要考慮到DOS系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。DOS系統(tǒng)是一個嚴(yán)格的操作系統(tǒng)，在進(jìn)行串口連接過程中，要保證TCP/IP協(xié)議更好地發(fā)揮作用，使其能夠保證相關(guān)信息進(jìn)行有效傳輸，從而保證系統(tǒng)對各個部分之間進(jìn)行有效控制。

2 嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)編程分析

在對嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要進(jìn)行有效地編程處理，保證相關(guān)程序能夠可靠地運(yùn)行。在編程過程中，采取標(biāo)準(zhǔn)的socket編程接口進(jìn)行編碼，利用Windows系統(tǒng)進(jìn)行操作，從而對socket進(jìn)行較好的封裝。在對嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程處理過程中，還需要利用C語言進(jìn)行編程，更好地實現(xiàn)HTTP等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的功能。嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，利用BSDUNIX提供了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)編程接口，以“客戶-服務(wù)器”通信機(jī)制為主，能夠更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)交換。現(xiàn)階段，在應(yīng)用socket進(jìn)行編程處理過程中，主要涉及到了三種類型，分別是streamsoekets，datagramsoekets和rawsoekets。在應(yīng)用時，需要根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸實際情況，對網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行有效設(shè)計。本文在對嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程設(shè)計過程中，采取了Socket_open（）和Socket_loadconfigfile（）的模式，通過對Socketcreate的調(diào)用，能夠更好地實現(xiàn)本地網(wǎng)絡(luò)連接，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制。

3 嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)

在進(jìn)行嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，主要涉及到了GPS導(dǎo)航信息，需要利用RS232/422協(xié)議，更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之間的有效融合，從而能夠發(fā)揮GPS導(dǎo)航信息的作用。在進(jìn)行融合處理后，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將相關(guān)信息發(fā)送到系統(tǒng)內(nèi)部，以ASCII碼進(jìn)行發(fā)送。除此之外，還可以利用BCD碼進(jìn)行信息發(fā)送，這種發(fā)放方式相對于ASCII碼來說，具有信息用量小的優(yōu)勢，能夠更好地提升系統(tǒng)性能。例如當(dāng)ASCII碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要10個字節(jié)，但是BCD碼只需要5個字節(jié)，就可以完成對信息的發(fā)送。在對導(dǎo)航信息網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)幀設(shè)計過程中，以二進(jìn)制方式為主，這樣一來，能夠?qū)π畔拈L度進(jìn)行有效地解決，并能夠更好地保證數(shù)據(jù)通信的可靠性。在導(dǎo)航中心進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，主要涉及到的數(shù)據(jù)幀形式有起始標(biāo)志、數(shù)據(jù)長度位、狀態(tài)標(biāo)識保留位、GPS信息、數(shù)據(jù)校驗位等相關(guān)信息幀格式。

關(guān)于嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)信息收發(fā)的實現(xiàn)，我們可以從圖2中看出。

如圖2所示，嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)在被人們應(yīng)用過程中，需要考慮到如何對系統(tǒng)功能進(jìn)行實現(xiàn)，這樣一來，首先需要對DOS進(jìn)行初始化處理，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的中斷號進(jìn)行設(shè)定，并對I/O地址、中斷級別進(jìn)行有效設(shè)計。其次，需要對系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，涉及到了設(shè)定的IP地址、子網(wǎng)掩碼等相關(guān)信息，在對系統(tǒng)初始化處理后，才能夠?qū)ζ鋮f(xié)議進(jìn)行拓展和應(yīng)用，并添加UDP協(xié)議。

接下來，在對系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用過程中，導(dǎo)航中心能夠?qū)?dǎo)航信息進(jìn)行相應(yīng)的傳輸和處理，并完成GPS信息接收，使信息進(jìn)入收發(fā)模塊。在處理過程中，首先將信息導(dǎo)入庫文件，在成功后，對配置文件進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)建TCP套接字，并連接服務(wù)器，將相關(guān)信息進(jìn)行傳輸、處理。在這一過程中，需要設(shè)置相應(yīng)的模塊代碼，保證系統(tǒng)具有較高的容錯性和魯棒性。導(dǎo)航中心系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，其中涉及到的代碼都是在BORLANDC3.1系統(tǒng)下進(jìn)行編譯的，這一系統(tǒng)能夠保證導(dǎo)航信息編譯具有較高的可靠性，并且實現(xiàn)方式較為簡單，速度較快。同時，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，具有較為穩(wěn)定的通信，能夠更好地滿足人們的實際需要。

4 結(jié)束語

在進(jìn)行嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要考慮到對TCP/IP協(xié)議的有效應(yīng)用，并能夠結(jié)合實際特點(diǎn)，選擇性能較好的硬件設(shè)備，保證系統(tǒng)應(yīng)用過程中，具有較高的性能。本文在對嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中，利用socket庫實現(xiàn)了DOS平臺的實時通信，對其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。通過分析我們發(fā)現(xiàn)，DOS系統(tǒng)具有較好的性能，并且開放性較高，數(shù)據(jù)開銷相對較低，這就在很大程度上保證系統(tǒng)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。除此之外，在系統(tǒng)功能實現(xiàn)過程中，需要考慮到導(dǎo)航信息協(xié)議的設(shè)計及實現(xiàn)。這一過程中，要注重ASCII碼和BCD碼的差別，能夠?qū)CD碼進(jìn)行較好的應(yīng)用，更好地降低信息用量，從而有效提升系統(tǒng)性能。結(jié)合上述分析我們不難看出，在對DOS系統(tǒng)應(yīng)用，開發(fā)嵌入式導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)時，要注重結(jié)合先進(jìn)技術(shù)手段，更好地降低開發(fā)成本，提升系統(tǒng)性能。

參考文獻(xiàn)

[1]閆捷，徐曉蘇，李瑤，王立輝.基于DSP與FPGA的嵌入式組合導(dǎo)航計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計[J].測控技術(shù)，2013，v.32；No.26212：61-64.

[2]李翔，華一新，張江水.基于GIS的嵌入式路徑導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪通報，2013，No.43304：82-85.