基于PXA255的PDA交通管理系统在Linux环境下的实现

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1、基于PXA255的PDA交通管理系统在Linux环境下的实现摘要：介绍一种PD冉交通治理系统.读系统具有数据传输速度快、建筑容易和造价低的特点.PDA采纳PXA255处理器r具有节能、运行速境快和体积小的优点:PDA采纳嵌入式Linux操作系统.能依照需:要修改内屐.关键词：PDA嵌入式Linux内核随着城名维济建设进展,都市交通也得到专门大进展但迅速增长的机动.华辆与进展相对滞后的都市道路之间不配套矛盾日前突出。利用运算机操纵和处理的出尸警察系统.通过对违章:军-辆自动监督.能够极大改善交通路口纷乱情形，减少交通违章:造成的人为塞军和事故，提高交通执法准确性和效率口然而，这种系统在有用中尚存

2、在一些问题：U)电子警察系统与交通治理系统需要专用光纤联结.造饰高.施匚难度大。(2)图橡数据大.在网络中传输速度慢.基于以上缺点，本仁提出一种PDA无线交通治理系统口在电子瞥黎系统中，摄像机柏照违章:车牺的图像.不辆图像数字化后送给PDA处理.具有高一速处理融芯片PXA”5的PD岂对车牌字符蛆行识照，对不柄颜色进行提联和识别，时小钠类型进行识别然后，PDA把违得下辆的作牌号码、颜色和小型、违靖不轴速度和闯红灯时刻嚼数据通过GPRS通信.送给无线接入装置.无能接入装置把这些数据转给Internet.Internet再把这些数据传蛉交通治理系统数据中心.近年)K.个人数字助理PDRtPw531a

3、lDjotta4器感勖口是雏苇记本式运算机、小型!掌上地塞机之后电嘀微型化的又一直大突破二PDA具有轻巧、便于携带，操作方便、液晶屏并显示成效较好、能州无线通信等港多优点.在发达国家.PDA早已成为便利的移动信息产品.最新的PDA产机集移动、PDA、电子辞典和网络等劝能于一身,专门是具有，收发电子昨件、匕网扫嘴等功能;PDA具有超大席画质显示有、体枳小、鱼量轻等优点，能弱呗无线方式接入局域网或者IntemeL轻松地晒网箔数据库，也能筋以有畿方式直槌与上附。因此,PDA，必将在交通治理系统中得到广泛应用.Linux具有跖效性、开放性、安全性.选用Linux作为操作系统.PDA图1电子警察与PDA

4、系统结构图在PDA交通治理系统中，能够把违反交通规则车辆号码、颜色等资料通过PDA处理后，以数字数据形式上传给交通数据治理中心。PDA上传的数字数据，与原电子警察系统上传的图像数据相比,具有传输速度快的优点。交通治理系统能够及时得到违章:车辆信息,，从而更好地对交通系统进行治理，更好地保证交通治理系统正常运作在该系统中，采纳PDA和无线接人装置,把违章:车辆的数据直截当送给Inlernet。如此能够充分利用目前无处不在的Inlernel,降低建筑系统的施工难度，减少建筑经费。1电子警察与PDA系统电子警察与PDA系统如图1所示。在该系统中,当车辆闯红灯时，地感线圈感应到车辆信号，检测器被触发，

5、并通过I/O接口板向操纵主机发出1个开关信号，由信号灯操纵器发出“红灯”信号也通过I/O接口板向运算机发出1个开关信号，两者同时具备时，操纵主机给摄像机发出1个操纵信号。摄像机动作，拍照违章乍辆图像。车辆通过检测线圈时，操纵主机检测早速，同时记录闯红灯时刻。由于PXA255处理器运行速度高，它能满足高速处理图像数据的要求。具有PXA255处理芯片的PDA能够依照数字化后的车辆灰度图像，对车辆颜色进行提取和识别.对不牌类型进行分类，对车辆字符进行识别。车辆字符识别系统包括图像二值转换，图像差分、泄波与平滑，乍牌定位与旋转，字符切割，字符识别，乍牌颜色提取与识别和乍牌分类等功能模块。违章:车辆速度

6、和颜色、闯红灯时刻、违有车辆类型和通过识别的乍牌字符等信息，由PDA以数据信号形式发送给无线接入装置。2PDA交通治理网络系统该系统的结构如图2所示。无线接入装宣接入的PDA信息，通过Internet网送给交通数据治理中心。该体系结构要紧功能是：(D支持PDA接入，把PDA的数据以无线通信方式接收到无线接入装置中：(2)保证数据通过公共GPRS网络和Internei时的安全，依照无线终端设备特点(如屏幕大小、所使用的扫瞄器等)进行数据格式自动转换，以得到最优化数据的显示：(3)与后台交通治理数据库应用集成。该体系结构基于数据库和无线通信,配合相关服务器和第三方产品(如路由器和防火墙等)，组成一

7、个端到端的安全解决方案。交通数据管理中心图2PDA交通管理网络系统的结构图3PXA255及其应用IntelPXA255处理器符合工业产品应用标准，符合：业上倡导的MIPS/mV性能设计要求。那个处理器将一个更杂集成电路合成在一块芯片上，采纳InlelXscaleTM微结构体系框架，具有许多外闱接口，功能强大。PXA255具有嵌入式处理器的优点，可广泛应用于便携式装置、网络设备中。其信号流程图如图3所示。图3中RTC为实时操纵，OSTimer为振荡器的定时器,PWM为脉宽调剂器c12c(11加口【加8皿6(108112总线单元提供一个两脚串行通信口，其中SDA数据脚提供给数据线和地址线，SCL时

8、钟脚操纵时钟。I2S(Inter-Integrated-CircuitSoundController)为立体声频串行接口操纵器，AC97(AC97comrollerUnit)为声频操纵玳元。12s和AC97不能同时应用。UART(UniversalasynchronousReceiver/TransmitterSerialPorts)异步接收/发送端口支持三种异步接收/发送UART模式。NSSP(NetworkSynchronousSerialProtocol)为网络同步串行端口,SSP为同步串行端口。SlowIrDA(SlowInfraredDataAssociation)为慢速红外线通信端

9、口，FastlrDA为快速红外线通信端口。USBClienKUniversalSerialBusClient)为通用串行总线单元MMC(MultimemediaCardController)为多媒体操纵器。PXA255的具体特点为：(DPXA255是一个32位处理器：(2)IntelXscaleTM内核采纳ARMWersion5TE型指令结构,其中T指Thumb指令集，E(DSPEnhance)指加强的DSP指令集，能进行整数和浮点数处理。PXA255工作电压是1.3V,而PXA250工作电压是1.5V,PXA255功耗更小,节约了电能。采纳0.18um制造匚艺,是一块面积为17mmX17mm

10、、256脚的芯片。PXA255是一个高性能、低价格、低能耗的RISC处理器,采纳该芯片的PDA,体枳更小，电池用得更久，上网速度更快4嵌入式Linux的应用4.I嵌入式Linux高端嵌入式系统要求许多高级的功能，如图形用户界向和网络支持。专门多高端RTOS供应商差不多提供这些功能，但其价格较高。微软的WindowsCE有此类功能，但不具备大多数嵌入式系统要求的实时性能，而且难以移植。以DOS为基础川单独的第三方工具拼凑成一个操作系统，同样不能满足嵌入式系统的要求。嵌入式Linux操作系统以价格低廉、功能强大又易于移植而被广泛采纳，成为新兴的操作系统。Linux嵌入式操作系统是一种实时的、支持嵌

11、入式系统应用的操作系统软件，是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驶动接口、通信协议、图形界面、标准化扫瞄器等。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。Linux是与Unix相似、以核心为基础、完全内存爱护、多任务多进程的操作系统，为嵌入操作系统提供一个极有吸引力的选择。PDA选择嵌入式Linux作为操作系统，要紧缘故如下：(D系统处理实时性好，性能稳固。(2)文件治理系统更适合于大量的图像数据(3)内核小巧和高效，作为专用系统，具有系统小令精简、处理速度快等特点。(4)系统数据置于ROM/F

12、LASHMEMORY,调用速度快，可不能被改变，稳固性好。(5)本身内置网络支持。4.2PAD中嵌入式Linux内核实现方法Linux系统分为三个层次：用户、核心和硬件。Linux内核可直截了当从Internet下载,也可从一发行版本如RedHatLinux、TurboLinux得到。Linux核心源代码执行GPL版权协议，任何人都可在遵循GPL版权协议条件下对Linux核心进行修改和补充，并可依照自身应用系统的需求,进行裁减定制,形成针对应用的嵌入式Linux内核。本方案采纳RedhatLinux6.0,内核版本2.2.5,在保留TCP/IP网络支持、STAR902以太网卡驱动的情形下，定制

13、后的内核大小为360KB.足以满足木系统中嵌入式硬件及软件的需求。Linux核心源程序通常都安装在/usr/src/linux下,核心源程序文件按树形结构进行组织。在那个地点，对Linux内核进行分析:(1)系统的引导和初始化：Linux系统的引导有Lilo、Loadin引导和Linux的自举引导三种。而Linux的自举引导所对应源程序为arch/i386/boot/boolsect.S,它为实模式汇编程序。不管哪种引导方式，最后都要跳转到arch/i386/Kernel/setup.Scsetup.S要紧进行实模式下的初始化，为系统进入爱护模式做预备。此后，系统执行arch/i386/ker

14、nel/head.S。head.S中定义的一段汇编程序selup_idt.负责建立一张256项idl表，此表储存着所有自陷和中断的入口地址，其中包括系统调用总控程序systen】_call人口地址。除此之外，head.S违要做一些其他初始化I：作。(2)系统初始化后，运行第一个内核程序asmlinkagevoidjnilslarl_kernel(void),它定义在/usr/src/linux/init/main.Lt1。它通过调用usr/src/linux/arch/i386/kemel/traps,c中的函数voidiniltrapinit(void),把各个自陷和中断服务程序的入口地址设

15、置到idt表中。其中系统调用的总控程序system.call确实是中断服务程序之一。voidjnittrap_init(void)函数则通过调用一个宏set_syste!n_gate,把系统调用的总控程序人口挂在中断0x80上。其中SYSCALL.VECTOR是定义在/usr/src/linux/arch/i386/kernel/irqh中的一个常量0x80,而sys【ern_call为中断总控程序的入口地址。中断总控程序是用汇编语言在/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S中定义。图3PXA255的侑号流程图(3)中断总控程序要紧负选储存处理机执行系统调

16、用前的状态，检验当前调用是否合法，并依照系统调用向生，使处理机跳转到储存在sys_call_lable表中的相应系统服务例程的入口。从系统服务例程返回后退回用户程序状态，而系统调用向量则在/usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h中定义，sys_call_table表是在/usr/src/linux!arch/i386/kernel/entry.S中定义，系统调用的用户编程接口在/usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h中定义。(4)由此可见，Linux的系统调用也象DOS系统的int21h中断服务，把0x80中断作为总的

17、入口，然后转到储存在sys.calljable表中的各种中断服务例程的入口地址，形成各种不同的中断服务。由以上源代码分析可知，要增加一个系统调用就必须在sys_callable表中增加一项，并在其中储存好系统服务例程的入口地址，然后重新编译内核。因此，系统服务例程是必不可少的。5GPRS通俗该系统采纳GPRS通信方法。GPRS（通用分组无线业务）是GSM标准化组织制定的一套标准，以实现移动分组数据业务。GPRS网是一个传输承载平台，提供端到端分组传输模式下数据发送和接收。GPRS具有五大特点：传输速率快：可灵活支持多种数据应用：网络接入速度快：可长时刻在线连接：计费更加合理。因此，采纳GPRS通信可实现远距离、传输速度高的通信。PDA中应用PXA255处理器,运行速度快，系统性能得到极大提而。嵌入式Linux作为PDA操作系统，可依照需要定制内核大小，简单方便。Linux源代码公布，可充分利用已有资源，节约开发人职员作量。Linux不存在“黑箱”，操作系统安全性得到r保证。采纳该系统.提高r交通治理质量。该系统提高数据传输速度，减少r系统建筑的费用,降低r施工难度。