基于UCOSII的车载定位系统软件设计

1、基于UCOSII的车载定位系统软件设计摘要：该文基于UCOSII嵌入式操作系统根底上，设计多线程进展定位软件架构。软件架构包括MCU对GPS模块信息的获取，摄像头数据的获取以及通过4G模块进展数据传输、以及系统电源管理。系统测试说明，该文软件设计能有效地将GPS定位数据、摄像头数据以及其他监控数据有效的传输到监控中心，软件的设计可靠，运行稳健。关键词：车载GPS； UCOSII； 定位； 软件设计中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044202126-0246-01车载GPS系统对车辆的平安及监控及其重要，一方面能及时监控车辆的位置，一方面能提供交通事故发生前的信息。

2、因此，当前的车辆大多数都装载有GPS监控系统。GPS监控系统一般搜集车辆的位置信息、路况信息以及相关的环境信息等，然后通过无线网络发送到指定的监控中心。由于车载GPS系统需要提供是信息和工作逻辑不是很复杂，从节约本钱和化简开发难度，采用UCOSII嵌入式操作系统作为软件开发根底已经能满足要求，此外UCOSII的内核代码量小，需要的内存和flash程序存储空间不大，同时还很方便移植，基于以上诸多优点，本文采用UCOSII作为操作系统进展软件设计。1 硬件设计系统的硬件基于STM32F103开发板进展，STM32F103芯片内集成3个串口，512KB的flash存储空间，64KB的RAM，12位的

3、ADC和DAC转换模块。本文将其中串口1用于读取GPS模块的信息，读取的频率为1Hz，串口2是用于对4G通讯模块的控制和数据的发送。为了简化代码和电路图，摄像头模块采用串口摄像头PTC08，其像素30万，提供的图片格式为QVGA320*240，通过串口3对PTC08进展相关的摄像控制。系统的框架如下：2 软件设计由于STM32F103的片上flash存储器和RAM存储器的容量相对一般的8位32位的单片机的存储器大，比较方便嵌入式OS的移植。本文选用UCOSII作为应用程序开发的根底，因为UCOSII的内核小，功能相对完好，很适宜作为GPS终端的操作系统。基于UCOSII的软件架构分为三个层次，

4、上层为应用层，即用户代码，用于实现详细的特定的功能。中层的代码分有三类，第一类为与处理器无关的代码，其大多数是UCOSII的内核代码比方任务切换、队列管理、内存分配与释放等，第二类为与应该程序相关的配置文件，比方任务的优先级配置，任务数量的配置以及内存池的配置等。第三类代码为与处理器有关的代码，其中OS_CPU.H 包含与处理器相关的常量、宏及构造体等的定义，OS_CPU_C.c 是多任务栈初始化等与处理器相关的代码，OS_CPU_A.asm 是汇编语言编写的启动任务、任务切换等函数。下层即为硬件层，主要是设置访问处理器存放器、I/O、定时器等相关的代码。UCOSII的内核提供事件控制块、事件

5、标志组、内存区域块、任务控制块以及内存区域块，任务优先级为0到63，每个任务占用一个优先级。最低优先级的任务为系统自动创立的等待空闲任务，该任务只是简单的执行一个变量自增操作。任务一般是一个带无线循环的函数，没有返回值。任务的创立是通过OSTaskCreat或者OSTaskCreatExt来实现。任务创立，内核分配一个空闲的任务控制块TCB给任务，之后对TCB的各个域进展赋值，对任务的堆栈进展初始化，其中，任务的开始代码地址被压入堆栈，为该任务的运行做充分准备。就绪表和就绪组做了适当的处理，根据任务的优先级进展了设置。任务执行完成后也可以通过调用OSTaskDel进展删除。任务创立之前先要调用

6、OSInit初始化内核，任务创立好后，调用OSStart开始启动多任务。在ucosii中任务状态分为睡眠、就绪、等待、运行、中断五个状态。本系统创立了4个任务，第一个任务是根本的初始化，即对温度传感器，加速度传感器以及CPU相应的存放器进展设置。初始化设置完毕后，定时采集温度数据和加速度的数据，然后上传到监控中心。第二个任务是GPS模块控制任务，任务的初始对GPS进展加电及其初始化设置。设置完毕后，对GPS数据进展定时的接收，丢弃其他的格式的数据，只保存GPS 的NMEA-0183协议中的RMC格式。然后将数据已文本的方式保存到发送缓存区。第三个任务为无线4G模块控制任务，任务的开始对4G模块

7、进展初始化设置，等待4G模块启动正常后，对4G模块进展无线连网设置，之后进入无限循环，在无限循环中定时对数据发送缓存区进展数据发送到监控中心。第四个任务是摄像头控制任务，任务开始对摄像头进展初始化，之后的无限循环代码中，根据监控中心的需要对摄像头进展拍照操作或录像操作，然后读取摄像头的拍照数据或录像数据，并将数据放到发送缓存中，然后发送消息通知4G模块控制任务对发送缓存中的数据进展发送。3 测试验证本系统的测试主要是通过监控中心的数接收与终端上传的信息是否相符合，测试说明本终端系统工作的稳定，数据传输准确，及时地将GPS信息上传到监控中心。下面是监控中心收到终端发回来的GPS信息的RMC格式：4 结论本文基于嵌入式操作系统ucosII进展车载定位系统的软件架构进展设计，性能可靠，能很好地满足车载GPS终端的各种功能要求。当然本文的设计还有一些缺乏，由于ucosII是开放源代码，为系统将来进一步提升和代码优化提供了便利。参考文献：1 Jean J.Labrosse. uC/OS-II源码公开的实时嵌入式操作系统M， 邵贝贝，译. 中国电力出版社，2