嵌入式多功能信息交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　其中，嵌入式信息終端主要作為信息交互系統(tǒng)的信息發(fā)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(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上的信息資源，同時(shí)也能通過觸摸屏來獲取更多需要的信息。此外，本系統(tǒng)還根據(jù)不同領(lǐng)域用戶的需要設(shè)計(jì)并擴(kuò)展了外接無線局域網(wǎng)卡、GSM通信模塊、VGA視頻顯示模塊、環(huán)境參數(shù)采集模塊、安防監(jiān)控報(bào)警模塊和無線射頻識(shí)別模塊。PC服務(wù)器作為信息交互系統(tǒng)的后臺(tái)管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。PC服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)著供用戶交互的信息，同時(shí)也管理著信息終端上由用戶發(fā)布的信息，通過設(shè)計(jì)服務(wù)程序，為信息終端提供信息發(fā)布服務(wù)和信息管理服務(wù)。
2 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)
　　嵌入式信息終端硬件主要由基于XScale PXA270的Liod開發(fā)板和各硬件擴(kuò)展模塊組成。
2.1 Liod開發(fā)板特點(diǎn)
　　Liod開發(fā)板以Intel XScale PXA270微處理器為核心，其主頻高達(dá)520 MHz，支持Intel Wireless MMX 及Speed Step技術(shù)，核心板加底板設(shè)計(jì)，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(shí)提供了160×2 pin核心板擴(kuò)展接口及110 pin底板擴(kuò)展接口，便于在Liod平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。
2.2 GSM擴(kuò)展模塊
　　為了實(shí)現(xiàn)用戶手機(jī)與信息終端進(jìn)行信息交互，系統(tǒng)需要在Liod平臺(tái)的串口上擴(kuò)展GSM通信模塊來實(shí)現(xiàn)手機(jī)短信方式的信息交互。目前國(guó)內(nèi)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(jià)比高、穩(wěn)定性好，故選用西門子TC35i進(jìn)行GSM擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)。
　　TC35i共有40個(gè)引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動(dòng)與關(guān)機(jī)電路、數(shù)據(jù)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(tǒng)中為減小體積，直接采用主板供電的方式，在1-10腳增設(shè)了穩(wěn)壓整流電路，省去了電池和充電電路。啟動(dòng)電路則由自動(dòng)和手動(dòng)上電復(fù)位電路組成。數(shù)據(jù)通信電路主要完成短信收發(fā)、與平臺(tái)通信、軟件流控制等功能，其數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合RS-232接口電路標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)現(xiàn)了電平轉(zhuǎn)換及串口通信功能，并注意了它的電磁兼容(EMC)設(shè)計(jì)。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(tǒng)采用C8051F007單片機(jī)進(jìn)行該模塊的設(shè)計(jì)。C8051F007有8個(gè)I/O口，均容許5 V電壓，并可通過配置交叉開關(guān)得到UART，I2C/SMBus、SPI等總線，每種串行總線都完全用硬件實(shí)現(xiàn)，都能向CIP-51產(chǎn)生中斷，因此很少需要CPU的干預(yù)。該模塊可擴(kuò)展多個(gè)煙感探頭和雙鑒探頭，可將傳感器輸出的開關(guān)信號(hào)作上拉和保護(hù)處理送入I/O。由于該模塊要與Liod平臺(tái)和無線射頻識(shí)別模塊進(jìn)行通信，因此還使用了UART串口和I2C/SMBus總線。通過對(duì)交叉開關(guān)進(jìn)行配置，充分利用了所有的端口。C8051F007有4路12位的ADC，模塊擴(kuò)展的溫濕度傳感器所輸出的模擬信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理和保護(hù)電路后輸入其端口。本模塊擴(kuò)展了溫濕度傳感器、煙感探頭、雙鑒探頭和無線射頻識(shí)別模塊。其電路原理框圖如圖3所示。