汉显GPS终端设计详介
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1 引言
近几年来,GPS导航定位技术在不断发展,越来越多的车辆加装了车载GPS终端。时至今日,车载GPS终端已经成为城市交通管理网络的重要组成部分。但一直以来,用户在加装了车载GPS终端后,由于缺乏友好的人机交互设备,影响了用户使用和车载GPS终端的普及,限制了车载GPS终端产品的功能扩展。通过加装汉字显示终端,能使用户更便捷的使用车载GPS终端,方便中心进行调度管理,弥补以前产品的不足。
2 嵌入式汉显的组成
图1 车载GPS系统结构图
嵌入式汉显的作用主要是通过串口与GPS车载终端和计价器通信,接收处理GPS车载终端发送的GPS定位信号和计价器发送的相关运营数据,并通过红外遥控器和按键让用户对汉显进行设置和操作,然后在液晶模块上显示相应的内容,并能提供语音服务。
嵌入式汉显由以下几个部分组成:汉显主板、液晶模块、红外接收头、按键、喇叭、发光二极管以及连接器。
3 主板硬件部分
图2 汉显结构图
嵌入式汉显的主板由以下几个部分组成:并口Flash,供电电路,LCD模块接口及驱动电路,串口通信电路,看门狗电路和语音芯片及功放电路。
3.1 MSP430系列单片机
MSP430系列单片机是由TI公司开发的16位单片机,其突出特点是超低功耗,非常适合于各种功率要求低的场合,是目前业界所有内部集成闪速存储器(Flash ROM)产品中功耗最低的,消耗的功率仅为其他闪速微处理器(Flash MCUs)的1/5。在3V工作电压下其耗电电流低于350uA/MHz,待机模式仅为15 uA/MHz,具有五种节能模式。其64K的程序空间保证了可容纳足够的代码长度,而程序执行中可写的内部FLASH可用于存放中心号码,电话号码和GPS车载终端设置等重要数据。单片机内有抗ESD保护,有较强抗干扰能力。在线编程,程序更新方便。仿真器结构简单,可自行制作。该系列工业级单片机工作温度范围为-40~+85摄氏度,可满足车载设备应用要求。
3.2 供电电路
为了兼容不同的车载电瓶提供的12V和24V电压,供电电路采用的电压变换器应能满足可输入电压在9V至36V之间。由于车载环境较为恶劣,电瓶供电波动大,为了防止外部干扰引起的大电流烧坏内部元器件,可在电源输入端串联自恢复保险丝。本设计思路主板的基本功耗大约在50mA左右,在LCD背光点亮时,功耗在180mA左右,因此可选取熔断电流在350mA的自恢复保险丝可满足要求。为了防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲,如静电干扰,所导致的失灵或损坏,可在电源正极输入端并联一个TVS管,由于车载电瓶供电电压为12V或24V,因此可根据实际情况选取。
图3 供电电路
3.3 存储器
Flash需要保存GPS定位信息、关键点、字库、通话记录、短信息、运营数据和其他数据。Flash容量需求分析如下:
3.3.1 字库约需要800K字节。
3.3.2 GPS定位信息需要作为行车记录加以保存,目前绝大多数GPS模块都是每秒发送一次GPS定位数据,如果每一条都作为行车记录保留没有太大的实际意义,因此可每隔一至十分钟保留一次定位数据,这样的话10000条可至少保存大约一周的行车记录,满足实际应用需要。定位信息包括:时间、经度、经度标识、纬度、纬度标识、速度、方向、状态以及附加信息等等。