大型貨車超載超速實時檢測系統
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第三章 系統總體設計
3.1 系統功能及配置
3.1.1 系統功能描述
本系統以嵌入式微處理器ARM9為硬件核心[14]，應用無線通信網技術和以太網技術，通過移植嵌入式、操作系統Linux,實現一個便攜式大貨車超載超速實時監控系統。該系統通過實時采集貨車的重量、傾角與速度，用CAN總線與系統中心聯系，經過系統處理分析得出結果，并將貨車重量和速度的信息實時的顯示在駕駛室的顯示器上。當貨車超重或超速時，向駕駛室發出警告，警告無效時，通過GPRS無線網絡將分析結果傳送到交管中心，作為處罰與管理的依據。系統總體結構如圖3.1：
圖3.1 系統總體結構
3.1.2 系統配置
根據系統功能以及設計嵌入式系統的要求，開發此系統需要以下主要配置：
（1）開發環境：LinuxMint-8 +ARM Linux系統
（2）開發語言：C /C++語言
（3）硬件基礎：北京博創公司UP-NETARM2410-S開發板上大部分硬件，包括三星S3C2410核心板，64M NAND FLASH，TFT液晶LCD，等；另外還有凌陽SPACE061A；HX711測重專用芯片；霍爾開關件AH44E；GPRS模塊。
3.2 系統結構
本系統是以北京博創公司的UP-NETARM2410-S實驗開發板為中心，附加外部測速模塊、測重模塊、GPRS發送模塊和存儲模塊等構成系統整體。由S3C2410 ARM CPU控制整個系統工作[15]，整體結構如圖3.2:
圖3.2 系統結構
3.2.1 系統硬件結構
（1）硬件結構
硬件組成主要包含兩部分，一是開發平臺的硬件系統，二是擴展硬件系統。
結構如圖3.2所示，開發板平臺上使用的是核心板、LCD、音頻、電源和各種接口；擴展硬件系統包含了主要功能模塊有速度測量模塊、重量測量模塊、傾斜角度測量和GPRS模塊。
（2）主要硬件介紹
① 測重模塊，使用壓力傳感器采集重力信號，使用HX711壓力傳感器24位高精度專用芯片對采集的信號進行處理[16]。經過HX711處理后直接得到數字信號[17]，將四路信號傳輸至SPACE061A，經過換算處理后得到精確的貨車質量，再傳輸到S3C2410 ARM。
② 測速模塊，在與傳動軸相連的轉盤上放置四個磁鋼，當磁鋼經過霍爾開關時，霍爾開關產生一個負脈沖。將AH44E的輸出端連接到SPACE061A的IOB3(外部中斷2輸入口)，利用中斷技術由SPACE061A對脈沖進行計數，并同時計時，通過SPACE061A的處理得到精確的速度值，再通過總線將速度傳輸到S3C2410 ARM CPU[18]。
③顯示模塊，采集S3C2410自帶的LED顯示器，將速度和重量顯示出來，用以提示駕駛員。
④語音處理模塊，該模塊也采用S3C2410、凌陽SPACE061A開發板自帶的，S3C2410和凌陽SPACE061A有強大的語音處理功能，聲音模塊也是用于提醒駕駛員，以達到減少交通事故的目的。
⑤總線模塊，這里采用CAN（Controller Area Network）總線，CAN總線在汽車上使用比較廣泛。CAN總線是一種現場總線，具有穩定可靠，連線簡單（就兩根線），組網消費低，速度比串口快，能長距離傳輸等特點。
⑥GPRS模塊，使用博創的SIM300_v7.03自行開發完成，可以實現電話、短信、上網的功能，通過UART接口與ARM9通信。
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