嵌入式多功能信息交互系統的設計

　　其中，嵌入式信息終端主要作為信息交互系統的信息發布和接收終端使用。用戶可以通過嵌入式瀏覽器瀏覽以Web形式發布在網絡上的信息資源，同時也能通過觸摸屏來獲取更多需要的信息。此外，本系統還根據不同領域用戶的需要設計并擴展了外接無線局域網卡、GSM通信模塊、VGA視頻顯示模塊、環境參數采集模塊、安防監控報警模塊和無線射頻識別模塊。PC服務器作為信息交互系統的后臺管理模塊主要負責對信息進行數據處理。PC服務器的數據庫存儲著供用戶交互的信息，同時也管理著信息終端上由用戶發布的信息，通過設計服務程序，為信息終端提供信息發布服務和信息管理服務。
2 系統硬件實現
　　嵌入式信息終端硬件主要由基于XScale PXA270的Liod開發板和各硬件擴展模塊組成。
2.1 Liod開發板特點
　　Liod開發板以Intel XScale PXA270微處理器為核心，其主頻高達520 MHz，支持Intel Wireless MMX 及Speed Step技術，核心板加底板設計，提供了完善的功能接口，包括：IDE接口(傳輸速率>30 Mb/s)、32 MB Nand Flash、64 MB SDRAM、VGA out接口(但未焊接VGA芯片)、鋰電池接口、圖形加速器2 700 G支持等。同時提供了160×2 pin核心板擴展接口及110 pin底板擴展接口，便于在Liod平臺基礎上進行二次開發。
2.2 GSM擴展模塊
　　為了實現用戶手機與信息終端進行信息交互，系統需要在Liod平臺的串口上擴展GSM通信模塊來實現手機短信方式的信息交互。目前國內使用較多的GSM模塊有Falcom的A2D系列、西門子的TC35系列、愛立信的DM 10/DM 20系列等，其中西門子的TC35系列性價比高、穩定性好，故選用西門子TC35i進行GSM擴展模塊設計。
　　TC35i共有40個引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動與關機電路、數據通信電路、語音通信電路、SIM卡電路、指示燈電路等連接。在本系統中為減小體積，直接采用主板供電的方式，在1-10腳增設了穩壓整流電路，省去了電池和充電電路。啟動電路則由自動和手動上電復位電路組成。數據通信電路主要完成短信收發、與平臺通信、軟件流控制等功能，其數據接口采用串行異步收發，符合RS-232接口電路標準，工作在CMOS電平(2.65 V)下。本模塊以MAXIM公司的MAX232CPE芯片為核心，實現了電平轉換及串口通信功能，并注意了它的電磁兼容(EMC)設計。其電路原理框圖如圖2所示。

2.3 綜合信息采集模塊
　　本系統采用C8051F007單片機進行該模塊的設計。C8051F007有8個I/O口，均容許5 V電壓，并可通過配置交叉開關得到UART，I2C/SMBus、SPI等總線，每種串行總線都完全用硬件實現，都能向CIP-51產生中斷，因此很少需要CPU的干預。該模塊可擴展多個煙感探頭和雙鑒探頭，可將傳感器輸出的開關信號作上拉和保護處理送入I/O。由于該模塊要與Liod平臺和無線射頻識別模塊進行通信，因此還使用了UART串口和I2C/SMBus總線。通過對交叉開關進行配置，充分利用了所有的端口。C8051F007有4路12位的ADC，模塊擴展的溫濕度傳感器所輸出的模擬信號經信號調理和保護電路后輸入其端口。本模塊擴展了溫濕度傳感器、煙感探頭、雙鑒探頭和無線射頻識別模塊。其電路原理框圖如圖3所示。