基于Windows CE的物流車載終端設計

1 軟硬件平臺簡介

本車載終端以Liod板為硬件平臺。Liod板的核心PXA270是一款屬于Intel XScale微架構的高性能、低功耗嵌入式處理器。在本設計中要用到的主要有LCD、觸摸屏、以太網接口、全功能串口、音頻接口等。本設計方案采用Windows CE作為軟件平臺。Windows CE是一種針對小容量、移動式、智能化設備的多任務、搶占式、模塊化實時嵌入式操作系統。Windows CE具有與桌面Windows幾乎完全

2 硬件設計

2.1 系統硬件設計

在Liod板的基礎上擴充了部分外圍電路。根據Liod板提供的硬件資源和系統需要使用的硬件情況，硬件設計主要包括兩個部分：以太網口轉串口電路設計和電子秤硬件電路設計。

無線通信設備采用GPRS Modem。該GPRS Modem通過Liod板的串行口COM1發送和接收數據；GPS定位采用12通道定位模塊GARMIN-15L；打印機采用TD58熱敏打印機；電子秤采用應變片壓力傳感器結合C8051F020單片機自行開發；語音提示模塊直接使用Liod板提供的音頻接口。由于GPS接收模塊、熱敏打印機、電子秤都要通過串行口與Liod板通信，Liod板原有的串口數量已經無法滿足要求，因此采用ZNE-100T以太網轉串口模塊，把Liod板的以太網口擴充成3個串行口。系統的硬件連接如圖1所示。

2.2 以太網口轉串口電路

該電路的核心轉換部分采用ZNE-100T網絡模塊。經過該電路的轉換，對串口的操作映射為通過以太網進行的數據發送和接收。ZNE-100T模塊引腳定義如表1所列。

上述引腳中，GPIO0～GPIO4是可控制通用I／O口。在功能板的設計中，使用了3個RS232串口分別發送和接收電子秤數據、打印機數據和GPS數據。本系統采用帶有使能控制信號的MAX3221電平轉換芯片選擇要使用的串口，具體做法是將GPIO0～GPIO2分別連接到3個MAX3221的使能端(EN)，這樣就可以通過軟件來選擇需要的串口。使能端均為低電平有效，當有一個串口的使能端為0時，其他兩個串口使能端必須為1。

2.3 電子秤硬件設計

電子秤使用應變片壓力傳感器、AD8221運算放大器和C8051F020芯片進行設計。電子秤硬件電路框圖如圖2所示。

物品重量通過應變片壓力傳感器轉換成比較微弱的電壓信號。此電壓信號經過AD822l運算放大器放大，送到C8051F020的ADC1轉換器；轉換后的數據通過串口發送出去，同時在擴展板的液晶顯示屏上顯示重量。電子秤的UART0和PC串口都使用9 600 bps的波特率。

C8051F020的ADC1轉換器是8位的，因此轉換數據是0～255。電子秤的分辨率為20 g，最大稱量量程是5.1 kg。

3 軟件設計

3.1 電子地圖

電子地圖模塊采用柵格圖像實現。柵格圖像又稱“位圖”，由像素點組成。與矢量圖像不同，柵格圖像在用作電子地圖時需要在地圖元素和數據之間建立對應關系。

首先對坐標系統進行簡單的說明。假設有一個形狀為嚴格矩形的地圖，其像素坐標原點為(0，0)，地圖X軸方向上的寬度假設為W個像素點，Y軸方向的高度假設為H個像素點，某個點的像素坐標為(x，y)，則定義該像素點的歸一化坐標為(x／W，y／H)。這樣，地圖左上角的歸一化坐標為(0.0，0.0)，右下角歸一化坐標為(1.0，1.0)。把這樣的坐標系統稱為“歸一化坐標系”。

采用歸一化坐標系可以簡化柵格地圖的多級縮放。由于本終端要將車輛當前的位置顯示在地圖上，而對于不同的地圖級別，地圖的分辨率是不一樣的。那么，當地圖放大或縮小時，車輛對應的像素坐標就會發生改變；但是，在GPS連續的兩次更新間隔之間，車輛在地圖上的歸一化坐標是不會變化的。地圖放大或縮小后，只需要用新地圖的像素寬度乘以歸一化x坐標，即可得到車輛在新地圖上的x軸像素坐標；同理，可得車輛在新地圖上的y軸像素坐標。這樣，坐標計算過程就可以統一起來。本設計中的電子地圖模塊統一采用歸一化坐標系。

根據設計要求，本終端的電子地圖支持4級縮放。設計中采用一幅大小為2 251