嵌入式ARM11处理器在室内停车指引系统中的应用

嵌入式ARM11处理器在室内停车指引系统中的应用 摘要:在城市车辆日益增多的背景下，让车辆在最短的时间内找到停车位对于大型城市的中 心地带的通行率有着非常重要的意义。基于ARM11处理器S3C6410和Linux2.6嵌入式操 作系统构建了数据路由器，结合RS485通信技术设计了室内停车指引系统，应用之后可以 比较有效地缓解停车难的问题。 关键词:ARM11;S3C6410;停车指引;RS485 中图分类号:TP311.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 23-0000-01 Embedded ARM11 Processor Application in the Indoor Parking Guidance System Ge Shuang,Wang Xinwei,Cui Xin,Li Yueheng (Xi’an Technological University,North Institute of Information Engineering,Department of Automation,Beijing 100144,China) Abstract:The increasing number of vehicles in the city against the backdrop of the vehicles in the shortest period of time to find parking spaces for the large heart of the city’s prevailing rate has a very important significance.Linux2.6 S3C6410 ARM11 processor-based embedded operating system and build a data router,combined with the RS485 communications technology designed indoor parking guidance system,the application can then be more effectively alleviate parking problems. Keywords:ARM11;S3C6410;Parking guidelines;RS485 引言:对于大中型城市的中心地带，每到周末或节假日停车难成为市民出行一个头 疼的问题，有时可能不是停车位不够而是因为许多人不知道哪个写字楼的地下停车场有空余 车位，因此需要一个智能化的停车指引系统来缓解上述问题。本文介绍的室内停车指引系统 就可以一方面检测到写字楼里有多少车位另一方面通过室外指引牌提示过往市民进入有空 余车位的停车场。 一、系统工作原理 整个系统共分为三层网络结构:首先基于RS485网络连接了室内停车场的每个车位 上的车位探测器和室内信息牌，这些探测器采用超声波测量技术设计，而室内信息牌可以显 示本层共有多少个车位，本层的哪个区域有多少空余车位，这样可以引导车辆分区停车，防 止过度集中在入口处或某个区域;485总线最后与数据路由器相连，这样数据路由器可以定 时查询每个车位的占用情况之后通知室内显示牌显示相应的车位信息。第二层网络是以太 网，数据路由器将上述第一层网络的所有数据重组和打包后通过以太网传输到大楼中控室， 中控室内的中控计算机就可以显示出大楼内的停车情况。第三层网络是无线网，中控计算机 将大楼内停车场总的空余车位通过无线方式发送到道路旁边的信息显示牌，信息显示牌安装 无线数据接收装置即可与大楼内中控计算机进行通信，无线网可以采用免费的射频方式也可 以采用GPRS的方式。 二、数据路由器硬件设计 核心板部分包括主CPU S3C6410处理器，该CPU可以稳定运行在533MHz，在本系 统中可以用来处理大量的485串行口数据和以太网数据交互，可以极大地提高系统的处理性 能和扩展及升级要求;在该处理器上运行嵌入式Linux2.6操作系统，利用多任务特性将查 询车位探测器的485通信和与中控计算机的以太网通信单独建立任务进程，这样可以快速可 靠地完成数据检测和传输的任务。CPU外围扩展了三种类型的存储器:256MB的NOND Flash芯片K9F2G08，该芯片存储了Linux的BIOS部分以及Linux系统内核和文件系统， 相当于PC机的硬盘;此外还扩展了两片K4X5116 SDRAM芯片，容量共256MB，它的作 用是Linux启动后将内核镜像以及文件系统复制到SDRAM中高速运行，这里的作用类似于 PC机里的内存。 POWER部分首先将直流24V通过WRB2405 DC/DC转换器降为隔离型的5V，再经过LM1117转换出3.3V和1.8V给各个芯片提供电源，需要注意的是为了保证485总线的通信可靠性，通过B0505T电压隔离模块给485收发器MAX13478供电，同时将MAX13478芯片的RXD和TXD信号通过高速光耦TLP113进行隔离。 Ethernet采用DM9000集成型以太网MAC控制器扩展以太网，在MAC控制器外围增加隔离型隔离变压器能够起到与外界信号相隔离的效果，大大提高了数据路由器的稳定性和可靠性。 USB_HOST部分是用来连接U盘等存储设备，可以将停车场数据定时存储到U盘中;USB_SLAVE为一个USB从口，通过它可以进行Linux系统的下载和更新;此外还设计了三个LED用来显示电源、系统、RS485网络和以太网的工作状况，让用户直观快速地了解数据路由器的工作状态。 三、数据路由器软件设计 Linux系统具有以下几个特点:作为开放源码的自由软件，Linux源代码不仅可以免费得到而且还可以按照自己的需要修改、复制和发布;Linux目前可以运行在386以上及各种RISC体系结构机器上;它具有真正的多任务多用户特点以及丰富的图形用户界面。 本系统采用Linux 2.6操作系统，根据多任务的思想建立了以下几个进程来实现数据路由的功能:系统启动后首先会对硬件资源如232、485、以太网以及USB的驱动进行加载和自检，没有发现异常后启动用户进程。com485d负责定时轮询485总线上的车位探测器的状态，例如每隔10秒按照一定的数据帧格式查询地下一层第001号车位是否空闲，悬挂在车位上方的探测器收到查询数据后会将当前的车位占用情况以数据路由器可以解析的协议格式回传，同样的道理可以查询整个地下停车场所有车位的状态;得到所有数据后数据路由器会将每层的室内信息牌空闲车位数通过485总线进行更新。 Tcpservd进程与com485d进程配合，当com485d完成一个周期的车位信息轮询后会使用消息机制与Tcpservd进程通信并将数据传输给Tcpservd进程，之后Tcpservd作为TCP服务器通过Socket方式与中控计算机通信将整个地下停车场的车位状态和总的空闲数发送给计算机，这样计算机就可以通过界面呈献给值班人员同时利用无线方式将总空闲车位数传输到室外信息牌上。Com232d进程接收并响应用户对数据路由器的配置信息，如485通信参数和以太网IP地址等信息的进程。Appmand负责监视所有用户进程的执行情况，如果发现哪个用户进程停止运行则要重新启动该进程，如果发现系统有故障则通过LED报警指示。 四、总结 结合当前大中城市中心地带停车难的问题，设计了室内停车指引系统，采用先进的嵌入式ARM以及Linux技术，构建了涉及室内车位检测、室内停车指示、中控室集中监视以及室外停车指引的综合系统，实验证明该可以快速可靠地组建城市繁华地段停车指引系统。 参考文献: [1]刘凯.ARM嵌入式接口技术应用[M].北京:清华大学出版社,2009 [2]邓中亮,张红星.基于S3C6410和无线传感器网络的手持终端设计[J].电子设计工程,2011,2:1-4 *课题资助:北京市大学生科学研究与创业行动(A1006)