基于ARM系统的汽车行驶记录仪研究与设计
摘要
汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪的使用，对遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。一个完整的汽车行驶记录仪系统包括车载主机和上位机管理分析软件两部份。
在嵌入式技术被广泛运用的今天，我国现在应用的汽车行驶记录仪仍然多是运用8位或者16位单片机作为处理器，采用汇编语言，结构简单功能单一。为了使嵌入式技术也在汽车行驶记录仪中得到运用，同时为了满足我国《汽车行驶记录仪》GB／T 19056-2003标准要求，并与国际IEEE 1616标准接轨，本文设计了基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪，采用的是三星公司的S3C2410 32位处理器和Linux操作系统，这样提高了系统的实时性，功能也得以扩展。
本文详细论述了汽车行驶记录仪系统主机模块软硬件的设计与实现，并且介绍了上位机管理分析软件的设计。论文首先介绍了课题的研究背景，并对国内外汽车行驶记录仪的研究现状进行了概括，在此基础上提出了本课题需要完成的目标。阐述了基于嵌入式系统的总体设计构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较，并对最终方案进行了描述，此后详细介绍了各主要功能部件的特点及应用。
在系统软件设计单元，对主机软件开发环境、调试方法以及系统各功能模块的流程设计做了详细描述，同时介绍了BootLoader、Linux操作系统和设备驱动程序在S3C2410上的编译和移植全过程。最后，论文对整个系统的功能和特点进行了总结，并对下一步工作以及记录仪今后的发展进行了展望。
Vehicle Travelling Data Recorder (VTDR) is a digital electronic device, which can record vehicle speed, real time, mileage and vehicle's other status information. VTDR is important to hold back traffic peccancies such as tired-driving, overspeed, and it is also important for authenticating and analyzing traffic accident. A whole VTDR system includes two parts, one is the mainframe and the other is the managing and analyzing software.
The current VTDR, which mostly adopt 8 bit or 16 bit MCU and assembly language and sinple structure and unitary function, is used in our country. when the embedded technology is widely used in various fields now, in order to the embedded technology is used in VTDR ,which satifies with our national's "Vehicle travelling data recorder"(GB/T 19056-2003)standard and is in line with the international IEEE 1616 standard of "the vehicle traveling data recorder", the VTDR bases on the embedded system is presented in this paper. The VTDR, which takes the 32 bit microprocessor of Samsung's S3C2410 and Linux operation system, has not only been improved systematic real time nature ,but also the function has been managed to expand and enrich.
This thesis mainly describes hardware and software designing of VTDR mainframe. VTDR developing background is first introduced. Then domestic and oversea developing actualities are summarized, and based on the summarization the aim of VTDR developing is set forth. In the following part, the thesis discusses the designing conception of the whole system and different plans of each function module. At last, the final designing plan is described in detail.
In the system software designing unit, the thesis introduces software developing environment-ARM-Linux across complier. Also, the debugging method and the technological process of each function module are described in detail. Meanwhile, it introduces the process of complile and transplant for Bootloader, Linux operation system and device driver on the S3C2410. In the last chapter, the thesis put forward the summarization and the prospect as the end.
在嵌入式技术被广泛运用的今天，我国现在应用的汽车行驶记录仪仍然多是运用8位或者16位单片机作为处理器，采用汇编语言，结构简单功能单一。为了使嵌入式技术也在汽车行驶记录仪中得到运用，同时为了满足我国《汽车行驶记录仪》GB／T 19056-2003标准要求，并与国际IEEE 1616标准接轨，本文设计了基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪，采用的是三星公司的S3C2410 32位处理器和Linux操作系统，这样提高了系统的实时性，功能也得以扩展。
本文详细论述了汽车行驶记录仪系统主机模块软硬件的设计与实现，并且介绍了上位机管理分析软件的设计。论文首先介绍了课题的研究背景，并对国内外汽车行驶记录仪的研究现状进行了概括，在此基础上提出了本课题需要完成的目标。阐述了基于嵌入式系统的总体设计构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较，并对最终方案进行了描述，此后详细介绍了各主要功能部件的特点及应用。
在系统软件设计单元，对主机软件开发环境、调试方法以及系统各功能模块的流程设计做了详细描述，同时介绍了BootLoader、Linux操作系统和设备驱动程序在S3C2410上的编译和移植全过程。最后，论文对整个系统的功能和特点进行了总结，并对下一步工作以及记录仪今后的发展进行了展望。
Vehicle Travelling Data Recorder (VTDR) is a digital electronic device, which can record vehicle speed, real time, mileage and vehicle's other status information. VTDR is important to hold back traffic peccancies such as tired-driving, overspeed, and it is also important for authenticating and analyzing traffic accident. A whole VTDR system includes two parts, one is the mainframe and the other is the managing and analyzing software.
The current VTDR, which mostly adopt 8 bit or 16 bit MCU and assembly language and sinple structure and unitary function, is used in our country. when the embedded technology is widely used in various fields now, in order to the embedded technology is used in VTDR ,which satifies with our national's "Vehicle travelling data recorder"(GB/T 19056-2003)standard and is in line with the international IEEE 1616 standard of "the vehicle traveling data recorder", the VTDR bases on the embedded system is presented in this paper. The VTDR, which takes the 32 bit microprocessor of Samsung's S3C2410 and Linux operation system, has not only been improved systematic real time nature ,but also the function has been managed to expand and enrich.
This thesis mainly describes hardware and software designing of VTDR mainframe. VTDR developing background is first introduced. Then domestic and oversea developing actualities are summarized, and based on the summarization the aim of VTDR developing is set forth. In the following part, the thesis discusses the designing conception of the whole system and different plans of each function module. At last, the final designing plan is described in detail.
In the system software designing unit, the thesis introduces software developing environment-ARM-Linux across complier. Also, the debugging method and the technological process of each function module are described in detail. Meanwhile, it introduces the process of complile and transplant for Bootloader, Linux operation system and device driver on the S3C2410. In the last chapter, the thesis put forward the summarization and the prospect as the end.
引文
[1] 赵昌永，王勇，陈抗生一种基于嵌入式Linux的视频采集系统仪器仪表学报，2005年8月，第26卷第8期增刊
[2] 李绍勋，陈朔鹰，罗国良，Linux2.6内核测试及其到A R M嵌入式平台的移植，电子质量，2005年05期
[3] 龙坤，陈亚军，基于UClinux-ARM的嵌入式系统的设计，电子器件，2005年6月第2期第28卷
[4] 伍松，莫建文，嵌入式系统与IP网络在汽车安全系统中的应用，广西工学院学报，第16卷增刊 2005年6月
[5] 王晓明，一种MPEG-4视频采集与传输系统的研究与实现，计算机测量与控制．2005．13(8)
[6] 师青，杨银堂，嵌入式系统上的视频采集子系统，计算机技术与发展第16卷第1期 2006年1月
[7] 赵慧民，朱立，嵌入式MPEG-4流媒体服务系统的设计与实现，电讯技术2005年第5期
[8] 赖荣东，江汉红，李庆，一种具有无线接入功能的嵌入式系统，武汉理工大学学报-信息与管理工程版第27卷第5期2005年10月
[9] 庄可，林斌，程亮，S3C4510B芯片在远程数字视频监控系统中的应用，光学仪器第27卷第5期2005年10月
[10] 刘强，郝军，基于流媒体技术的无线通信网络视频传输，重庆工学院学报2004年12月第18卷第6期
[11] 李驹光，开发嵌入式系统应用程序，嵌入式系统编程，2005．7
[12] 于明，范书端，曾祥烨，ARM9嵌入式系统设计与开发教程电子工业出版社。2006．4
[13] 马海红，何嘉斌，基于ARM的嵌入式系统FLASH接口设计与编程，仪表技术与传感器，2005年第一期
[14] 李文书，徐国政，关永刚，黄瑜珑ARM嵌入式系统在GIS在线监测中的应用清华大学学报(自然科学版)2005年第45卷第7期
[15] 马莹 嵌入式汽车牌照识别系统在企业门禁管理中的应用，山西电子技术2005年第3期
[16] 王峰，时良平，无线局域网接入点数据监测的实现 ELECTRONIC PRODUCT CHINA JUNE 2005
[17] 高旭巍，吴振宇，采用GPRS技术的车载卫星定位系统，公路交通科技第22卷第8期2005年8月
[18] 郑立，马骏，ARM嵌入式CPU在ADSL片上系统中的设计应用，《现代电子技术》2005 年第12期总第203期
[19] 曹晓琳，吴平，丁铁夫，一种基于ARM和DSP的通讯系统终端设计，电子器件第28卷第2期2005年6月
[20] 江俊辉，基于ARM的嵌入式系统硬件设计，中文核心期刊《微计算机信息》嵌入式与SOC，2005年第21卷第7-2期
[21] 李玉波，朱自强，郭军，Linux C编程，清华大学出版社，2005年9月
[22] 陈文智，嵌入式开发原理与实践，清华大学出版社。2005年12月
[23] 龙坤，陈亚军，基于UClinux-ARM的嵌入式系统的设计，电子器件，2005年6月第2期第28卷
[24] 费浙平，基于ARM的嵌人式系统程序开发要点—嵌入式程序开发基本概念，单片机和嵌入式系统应用2003年8月
[25] 费浙平，基于ARM嵌入式系统程序开发要点—开发高效程序的技巧，单片机和嵌入式系统应用2004年1月
[26] 费浙平，基于ARM的嵌入式系统程序开发要点—如何满足嵌入式系统的灵活需求，单片机和嵌入式系统应用2003年10月
[27] Li DingGen, Chen Jun, Wu ZhaoHui, Research and development of in-vehicle information platform based on Arm-Linux, Zhejiang Daxue Xuebao (Gongxue Ban)/Journal of Zhejiang University (Engineering Science), v 40, n9, September, 2006, p1531-1535
[28] Anon, ARM development platform serves Linux and Windows CE, Electronic Design, v 49, n20, Oct 1,2001, p40
[29] Wang Song-Yue, Yang FuXing, Driver development for embedded communication control system based on ARM 920T, Dianli Zidonghua Shebei / Electric Power Automation Equipment, v26, n6, June, 2006, p75-78
[30] Jian, Yang, Yu, Chen, Huayong, Wang, A linux kernel with fixed interrupt latency for embedded real-time system, ICESS 2005 - Second International Conference on Embedded Software and Systems, 2005, p 127-134
[31] Marsh.David, Embedded Linux steals design wins, EDN, v 50, n 12, Jun 9, 2005, p20-32
[32] Wu Ping, Cao Xiao-Lin, Ding Tie-Fu, IP telephone system based on embedded Linux, Dianzi Qijian/Journal of Electron Devices, v 28, n 4, December, 2005, p917-920+924
[33] Sheng, Huixing, Wang, Haibin, Shen, Jianli, Design of embedded SIP server based on ARM9 platform, Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, v32, n23, Dec 5, 2006, p275-277
[34] Chen, Liang, Du, Shangfeng, Wang, Xuying, Design of data collection implement based on ARM9, Yi Qi Yi Biao Xue Bao/Chinese Journal of Scientific Instrument, v27, n SUPPL., June, 2006, p118-119
[35] Chen, Mingxue, Zuo, Siyuan, Design ofrailcar electro-door control unit test equipment based on ARM9 and Linux, Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, v32, n23, Dec 5, 2006, p 232-235
[36] Feng, Li-Fang , Sun, Jun, Zhou, Jun-Hua, Network video monitoring system based on ARM9, Dianli Zidonghua Shebei / Electric Power Automation Equipment, v26, n10, October, 2006, p95-97+116
[37] Park, Sangduck, Lim, Hyunjin, Chang, Hoseok, Compressed swapping for NAND flash memory based embedded systems, Lecture Notes in Computer Science, v 3553, Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling, and Simulation: 5th International Workshop, SAMOS 2005. Proceedings, 2005, p314-323
[38] Sheng, Huixing, Wang, Haibin, Shen, Jianli, Design of embedded SIP server based on ARM9 platform, Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, v32, n 23, Dec 5, 2006, p 275-277
[39] Roman, Brent , Scholin, Chris, Jensen, Scott, Controlling a Robotic Marine Environmental Sampler with the Ruby Scripting Language, JALA - Journal of the Association for Laboratory Automation, v12, n1, February, 2007, p56-61
[40] Jing, Lan, Qiao, Weimin, Xu, Yang, Hardware design ofHIRFL-CSR EVMEbus controller based on ARM920T, He Jishu/Nuclear Techniques, v29, n10, October, 2006, p791-795
[2] 李绍勋，陈朔鹰，罗国良，Linux2.6内核测试及其到A R M嵌入式平台的移植，电子质量，2005年05期
[3] 龙坤，陈亚军，基于UClinux-ARM的嵌入式系统的设计，电子器件，2005年6月第2期第28卷
[4] 伍松，莫建文，嵌入式系统与IP网络在汽车安全系统中的应用，广西工学院学报，第16卷增刊 2005年6月
[5] 王晓明，一种MPEG-4视频采集与传输系统的研究与实现，计算机测量与控制．2005．13(8)
[6] 师青，杨银堂，嵌入式系统上的视频采集子系统，计算机技术与发展第16卷第1期 2006年1月
[7] 赵慧民，朱立，嵌入式MPEG-4流媒体服务系统的设计与实现，电讯技术2005年第5期
[8] 赖荣东，江汉红，李庆，一种具有无线接入功能的嵌入式系统，武汉理工大学学报-信息与管理工程版第27卷第5期2005年10月
[9] 庄可，林斌，程亮，S3C4510B芯片在远程数字视频监控系统中的应用，光学仪器第27卷第5期2005年10月
[10] 刘强，郝军，基于流媒体技术的无线通信网络视频传输，重庆工学院学报2004年12月第18卷第6期
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[14] 李文书，徐国政，关永刚，黄瑜珑ARM嵌入式系统在GIS在线监测中的应用清华大学学报(自然科学版)2005年第45卷第7期
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[26] 费浙平，基于ARM的嵌入式系统程序开发要点—如何满足嵌入式系统的灵活需求，单片机和嵌入式系统应用2003年10月
[27] Li DingGen, Chen Jun, Wu ZhaoHui, Research and development of in-vehicle information platform based on Arm-Linux, Zhejiang Daxue Xuebao (Gongxue Ban)/Journal of Zhejiang University (Engineering Science), v 40, n9, September, 2006, p1531-1535
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[33] Sheng, Huixing, Wang, Haibin, Shen, Jianli, Design of embedded SIP server based on ARM9 platform, Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, v32, n23, Dec 5, 2006, p275-277
[34] Chen, Liang, Du, Shangfeng, Wang, Xuying, Design of data collection implement based on ARM9, Yi Qi Yi Biao Xue Bao/Chinese Journal of Scientific Instrument, v27, n SUPPL., June, 2006, p118-119
[35] Chen, Mingxue, Zuo, Siyuan, Design ofrailcar electro-door control unit test equipment based on ARM9 and Linux, Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, v32, n23, Dec 5, 2006, p 232-235
[36] Feng, Li-Fang , Sun, Jun, Zhou, Jun-Hua, Network video monitoring system based on ARM9, Dianli Zidonghua Shebei / Electric Power Automation Equipment, v26, n10, October, 2006, p95-97+116
[37] Park, Sangduck, Lim, Hyunjin, Chang, Hoseok, Compressed swapping for NAND flash memory based embedded systems, Lecture Notes in Computer Science, v 3553, Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling, and Simulation: 5th International Workshop, SAMOS 2005. Proceedings, 2005, p314-323
[38] Sheng, Huixing, Wang, Haibin, Shen, Jianli, Design of embedded SIP server based on ARM9 platform, Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, v32, n 23, Dec 5, 2006, p 275-277
[39] Roman, Brent , Scholin, Chris, Jensen, Scott, Controlling a Robotic Marine Environmental Sampler with the Ruby Scripting Language, JALA - Journal of the Association for Laboratory Automation, v12, n1, February, 2007, p56-61
[40] Jing, Lan, Qiao, Weimin, Xu, Yang, Hardware design ofHIRFL-CSR EVMEbus controller based on ARM920T, He Jishu/Nuclear Techniques, v29, n10, October, 2006, p791-795
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