本文摘要：1章节 随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术取得辽阔的发展空间，工业掌控领域也展开着一场极大的变革，以32位高端处理器为平台的动态嵌入式软硬件技术将应用于在工业掌控的各个角落。映射控制器因其体积小、可靠性低、功能强劲、灵活性便利等许多优点,其应用于已了解到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加快自动化化进程、提升生产率等方面起着了极其重要的推展起到[1]。

1章节　　随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术取得辽阔的发展空间，工业掌控领域也展开着一场极大的变革，以32位高端处理器为平台的动态嵌入式软硬件技术将应用于在工业掌控的各个角落。映射控制器因其体积小、可靠性低、功能强劲、灵活性便利等许多优点,其应用于已了解到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加快自动化化进程、提升生产率等方面起着了极其重要的推展起到[1]。

　　现今，国内外虽有部分车辆加装了超声波方向灯防撞报警装置、基于的智能车辆防撞系统、图像处理技术的汽车追撞预警系统等，但是用作像装载机这种普遍用作城建、矿山、公路等工程的工程机械的障碍物监测预警系统却没找到。所以创建一个对障碍物展开监测预警的系统，提早为驾驶员获取危险性信号，让驾驶员能及时使用有效地措施是增加事故的有效地方法[2～5]。2系统硬件设计　　本系统以装载机为研究对象，以构建信号收集、调理、传输、表明和预警为目的。把系统区分为障碍物距离信号收集模块、LCD表明模块、声光报警模块和处理器模块这四个部分。

其中以处理器为核心，通过总线和模块电路把信号输出和输入连接。系统制成框图如图1右图。图1系统构成框图　　该MiniARM模块构建有C2290微控制器大于系统，USB主机控制器、10M以太网通信控制器以及NANDFLASH电子盘，其硬件资源主要有：2MNORFLASH、16KSRAM、2M/8MBytesPSRAM、10M以太网模块、2路USB-Host控制器、构建电子盘、2路CAN控制器以及RTC等[6]。

　　LCD表明模块用于内置T6963C的液晶显示模块，该模块上早已构建了T6963C与行、佩驱动器及表明缓冲区RAM的模块。2.1障碍物距离检测电路的设计　　对于障碍物的检测方法有超声波测距法、图像处理法、激光测距法等。

但是由于超声波传感器具备信息处理非常简单、价格低廉、制作便利等优点。本系统使用超声波测距法来对障碍物的距离展开检测。

（1）超声波测距的原理　　超声波发射器向某一方向升空超声波，在升空时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中遇到障碍物就立刻回到来，超声波接收器接到反射波就立刻暂停计时。超声波在空气中的传播速度为c，根据计时器记录的时间t，就可以计算出来出有发射点距障碍物的距离s[7]，即s=ct/2(1)。

（2）超声波测距电路　　在本系统中超声波测距电路是由MICROCHIP的PIC16C57设计而出的，搭配的超声波传感器是T/R40-16压电陶瓷传感器。在工作中，主控器PIC16C57发出信号使升空端的超声波换能器收到加以电压鼓舞，其不受鼓舞后以脉冲的形式升空超声波，当超声波接收器接管到脉冲信号时，传返回主控器中，从脉冲信号开始升空时主控器中的定时器之后开始计时，接管到脉冲信号时暂停计时。所侧出的时间间隔再行除以声速就获得了两倍的距离值。

从而计算出来出有障碍物到发射点的距离。其电路图如图2右图。

图2超声波测距电路图　　距离值通过PIC16C57的10脚展开串行输入，经MAX232芯片后与ARM的串口连接。芯片MAX232是为RS232标准串口设计的模块电路，它已完成TTL电平和RS232电平的切换[8]。

2.2声光报警电路设计　　本系统拒绝根据影响装载机稳定性的障碍物距离的临界值对危险性状况展开三级报警。当正处于较低危险性状况时，只有指示灯绿灯被照亮，警告驾驶者留意；当危险性级别升高时，指示灯黄灯照亮，同时预示有舒缓的蜂鸣声，警告驾驶者采取措施；当超过最低危险性级别时，指示灯红灯被照亮，同时蜂鸣声由舒缓改以短促，警告驾驶者急忙制动器。设计中，分别使用了LPC2290的P2.20（GPIOA4）驱动绿色LED，P2.21（GPIOA5）驱动黄色LED,P2.22（GPIOA6）驱动红色LED，P2.23（GPIOA7）驱动蜂鸣器。

所设计的报警电路如图3右图。图3报警电路图3系统软件设计　　常用的嵌入式操作系统有VxWorks、WindowsCE、嵌入式Linux和C/OS-Ⅱ等，由于C/OS-Ⅱ嵌入式系统具备公开发表源代码，具备动态多任务内核来展开多任务调度等优点[9]，所以本系统搭配C/OS-Ⅱ嵌入式操作系统。

　　由于使用模块化编程，所以C/OS-II下系统任务的区分也是基于有所不同的功能模块，每一个模块被分解成一个或者多个任务，每个任务被决定一个优先级。这样，一旦这些任务被创建一起，它们之间的调度情况就几乎由C/OS-II来已完成。融合本系统的设计市场需求，程序中创立串口通信任务、报警任务、LCD表明任务。其软件流程框图如图4右图。

图4软件流程框图　　上电后，首先展开硬件的初始化，然后对C/OS-II操作系统展开初始化，创建任务，展开多任务调度。C/OS-II的任务调度是守住式的，所以在设置任务优先级的时候应当尽可能考虑到任务对实时性的拒绝。即使两个任务的重要性是完全相同的，它们也必需有优先级上的差异，这也就意味著低优先级的任务在处置已完成后必需转入等候或悬挂状态，否则低优先级的任务总有一天也不有可能继续执行。本系统中设置串口通信任务的优先级低于液晶显示任务，液晶显示任务的优先级又低于报警任务。

　　1.串口通信任务已完成超声波测距部分与ARM处理器之间的数据传输。串口通信部分主要还包括两部分内容：用户接口函数和任务函数。

串口共计5个用户接口函数，分别为deopen()、dclose()、dread()、dwrite（）和diocontrol()。　　超声波测距装置和LPC2290展开通信的部分程序代码如下：diocontrol(Uart0_Handles,UART0_SET_MODE,(void*)Mode0)；//设置UART模式diocontrol(Uart0_Handles,UART0_SET_TIMEROUT,(void*)5)；//设置接管超时因子,参数=0则重开超时diocontrol(Uart0_Handles,UART0_CLR_FIFO,(void*)0)；//清空接管硬FIFOwhile(1){Rece_Count=dread(Uart0_Handles,UART_Rece_Buff,1)；//加载超声波发送到过来的第一个接续字节，放进缓冲区if((Rece_Count0)(UART_Rece_Buff[0]==@))//如果加载顺利且第一个字节为@{dread（Uart0_Handles,UART_Rece_Buff[1],3）；//接管后三位字节，分别为百位数、十位数、个位数for(i=1；i4；i++)UART_Rece_Buff[i]=UART_Rece_Buff[i]+48；//将十六进制数切换为ASCII码值for(i=0；i3；i++)sbuff[i]=UART_Rece_Buff[i+1]；//接管的数据内存到数组中，供LCD表明部分调用}}　　2.液晶显示任务主要是把ARM处理器中超声波传过来的数据表明到液晶屏上，以便利驾驶员能动态看见障碍物的距离值。　　表明文字的部分程序代码如下：{uint32addr；uint8i；for(i=0；i24；i++)/*找到目标地址*/{addr=(y+i)*(GUI_LCM_XMAX3)+(x3)；LCD_WriteTCommand3(LCD_ADR_POS,addr0xFF,addr8)；//改置地址指针/*输入数据*/LCD_WriteTCommand2(LCD_INC_WR,*Buff)；Buff++；LCD_WriteTCommand2(LCD_INC_WR,*Buff)；Buff++；LCD_WriteTCommand2(LCD_INC_WR,*Buff)；Buff++；LCD_WriteTCommand2(LCD_NOC_WR,*Buff)；Buff++；}LCD_WriteTCommand3(LCD_ADR_POS,0x00,0x00)；//重置地址指针}　　3.报警任务主要是通过ARM处理器把障碍物的距离值与有所不同报警条件下的临界值展开较为，并已完成适当的报警表明。

4调试及结果　　系统调试中用了ADS构建研发环境及EasyJTAG-H仿真器。当把程序撰写好并把EasyJTAG-H仿真器的JTAG模块与MiniARM产品连接后，之后能用调试软件把程序iTunes到ARM板上，展开试验。

　　超声波每检测一次串口输入一组数据，数据传输的波特率为9600，还包括一个接续位和三位数据位。结果表明：微处理器对不合乎所原作格式的数据帧没有响应，不接管所发送到过来的数据，只对满足要求的数据才展开适当的处置。　　超声波检测的数据经调试结果表明，能及时的在LCD液晶显示屏上精确的表明出来，通讯稳定性低。

同时对各种危险性情况能精确的表明其适当的报警现象。　　本系统的精度分析，我们把超声波传感器的测量值与实际值展开较为绘制了如下表格1。

表格1障碍物距离测量值与实际值对照表　　当障碍物距离小于10m时，找到超声波传感器测量数据再次发生相当严重杂讯，经分析和实验求得本系统对障碍物距离检测的最大值为9.99m，同时由表格1数据经分析计算出来由此可知测量误差0.01m。5结论　　所设计的对装载机障碍物距离的监测预警系统，是以MiniARM作为处理器针对装载机的工作场地及必须监测的距离信号来考虑到的，通过试验检验，该系统已完成了所需的功能拒绝，仅次于测量值为9.99m，误差0.01m。加装十分便利，便于用于。

但该系统还有一个严重不足，即用超声波传感器检测车辆前方路面信息时，如果是突起的障碍物能有效地的检测到，但当前方为凹坑时之后检测不出来，所以有待于更进一步研究。

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