基于GPRS遠程傳輸的車輛故障監控終端設計

　　摘要：隨著車聯網技術的不斷發展和應用，GPRS日臻普及和嵌入式系統的崛起，車輛網通信終端變得越來越智能化。

　　采用Android 操作系統和MD231GPRS模塊，以S3C6410嵌入式處理器為核心，設計了一個基于車輛故障參數的GPRS遠程傳輸的通信終端，能實現數據的處理、遠程傳輸。通過通信終端能對車輛狀態進行實時監控，出現故障時，可以根據故障數據進行準確的修理，減少車輛的拋錨時間。

　　關鍵詞：Android;GPRS;ARM;通信終端

　　引言

　　隨著通信技術的發展，通信終端由單一的通話工具變成信息綜合處理平臺，成為辦公、野外作業重要工具。

　　隨著半導體制作工藝的發展和芯片設計水平的進步，微處理器的性能大幅度地提高，ARM（Advanced RISCMachines）以其體積小、低功耗、低成本、高性能的特點逐漸在工業、無線通信、網絡消費電子等領域占據主流。

　　其中，在無線通信領域85%的無線通信設備采用了ARM 技術。另外，Android是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平臺的開源手機操作系統，它開放性好，功能擴展性強，并可集成Google應用。

　　車輛故障遠程監控是一個實時的過程，當有故障數據出現就通過GPRS發送到監控中心，同時監控中心給終端發送相應的執行命令，減少汽車拋錨時間。本文中使用了訊研通信息技術有限公司的MD231GPRS模塊和三星公司的S3C6410芯片。

　　1 系統總體設計

　　終端由ARM11？1 e衂芯片模塊通過串口線控制GPRS模塊的數據收發，連接到移動公司的GPRS網絡，再連接到遠程的計算機監控中心，從而實現遠程的數據傳輸功能。

　　系統總體設計包括硬件設計和軟件設計。硬件部分包括處理器的選型、Android內核移植等等，主要是為軟件部分搭建環境。軟件部分基于Java環境在Eclipse下編程，完成GPRS的數據傳輸功能。系統的總體設計流程如圖1所示。

　　圖1 總體設計流程

　　2 系統硬件設計

　　2.1 系統硬件結構

　　本終端硬件由GPRS模塊和ARM11芯片處理模塊組成。由于Android系統對硬件的要求及經濟考慮，處理器選擇為ARM11，內核版本選擇為Android-Kernel-2.6.36，Android操作系統版本為Android-2.3.

　　ARM11芯片模塊主要由S3C6410A 處理器、256MDDR RAM 內存、1GB NAND FLASH 存儲器、串口、7寸LCD顯示器組成，NAND FLASH存儲器用于存放已調試好的應用程序和嵌入式Android操作系統，串口用于調試系統及與終端設備進行通信，7寸LCD液晶顯示屏用于顯示系統信息和相關的狀態。目前，GPRS技術比較成熟，GPRS模塊選擇實惠型MD321模塊。

　　GRPS模塊外圍有電源、天線和串口線，其中，串口線用于與ARM11處理器進行通信，能完成數據傳輸、短信收發、語音等系統框圖如圖2所示［1］。

　　圖2 系統硬件結構框圖

　　2.2 Android操作系統移植

　　有了ARM11的硬件，就可以進行Android操作系統的移植。Android基于Linux內核，Google提供的內核源代碼中除了Linux部分外，有很大一部分是與虛擬處理器Qemu和模擬硬件平臺Goldfish相關。所以欲將Android移植到實際的硬件平臺上，需要編譯出一個適合目標平臺運行的系統內核。

　　在這里，電腦虛擬機上安裝的是Ubuntu系統，用于Uboot移植和Android 內核裁剪和編譯，并在Ubuntu 上安裝交叉編譯器arm-none-linuxgnueabi-gcc.

　　2.2.1 Uboot移植

　　下載U-boot源碼，在解壓文件夾里，刪除與該硬件版本無關的文件。在board目錄下建立Mini6410文件夾，把smdk6400目錄下的所有文件都拷貝到Mini6410目錄下，并建立自己的配置文件Mini6410.h，配置MakeFile文件；修改start.S文件、添加nand.c文件和修改Mini6410.h，使其支持從NAND FLASH 啟動；在Mini6410.h里，對網卡DM9000A、默認下載地址、環境變量等進行配置；修改網卡驅動。最后編譯Uboot生成Uboot.bin二進制文件［2］。

　　2.2.2 Android內核的移植

　　下載Android內核源碼，進入解壓的Kernel.git文件夾。修改common-smdk.c文件中的NAND FLASH使其為4個分區，分別為BootLoader區，內核區，文件系統區，其他區；更改MakeFile文件中目標體系結構ARCH為ARM 和交叉編譯工具CROSS_COMPILE為arm-none-linux-gnueabi-;從Android SDK模擬器提取。config配置文件；配置內核，選中與S3C6410有關的選項；從其他Linux 內核中拷貝DM9000.h 和DM9000.c文件，并將兩個文件拷貝到內核代碼目錄中，修改相應的配置文件，配置內核支持DM9000A 網卡；編輯mach-smdk6410.c中LCD 驅動使其為7寸LCD，拷貝KConfig中相關內容和文件到新內核，并添加相應的代碼，修改devs.h文件，然后對內核進行配置選擇ADC和觸摸屏選項。最后編譯內核生成zImage文件［3］。

　　2.2.3 Android文件系統的制作

　　下載Android源碼并編譯并生成out文件夾。其中root/就是root文件系統，將system/文件夾下的內容拷貝到root/system 下，這樣root/文件夾就是一個基本的文件系統。將Ubuntu系統/dev下文件夾內容拷貝到root/dev下面，并通過mknod命令創建需要的device［4］。

　　2.3 硬件平臺測試

　　通過SD卡燒寫Uboot、內核和文件系統的鏡像文件到NAND FLASH，上電重啟開發板，系統能正常運行如圖3所示。運用XP系統上超級終端對串口進行通信測試，超級終端能收發信息，圖4為超級終端對Mini6410開發板根目錄的查詢，串口RS 232可用。