gps驅(qū)動程序的編寫

　　為了使arm上的應(yīng)用程序能夠處理gps接收到的導(dǎo)航信號，要編寫gps的驅(qū)動程序。

　　這個(gè)gps驅(qū)動程序也是屬于字符型驅(qū)動程序，首先了解嵌入式開發(fā)中應(yīng)用程序、庫、內(nèi)核、驅(qū)動程序的關(guān)系：應(yīng)用程序調(diào)用應(yīng)用程序庫函數(shù)完成功能;應(yīng)用程序以文件形式訪問各種資源;應(yīng)用程序函數(shù)庫的一部分直接完成功能，一部分函數(shù)通過系統(tǒng)調(diào)用由內(nèi)核完成，內(nèi)核處理系統(tǒng)調(diào)用，調(diào)用設(shè)備驅(qū)動程序，設(shè)備驅(qū)動程序直接與硬件通信。如圖3所示

　　一般linux的設(shè)備驅(qū)動有三種類型，字符設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。而我要講的gps模塊的驅(qū)動程序是屬于字符設(shè)備。對于字符設(shè)備發(fā)出讀/寫請求時(shí)，實(shí)際的硬件i/o操作一般緊接著發(fā)生。在設(shè)備管理中，除了設(shè)備類型外，內(nèi)核還需要一對被稱為主從設(shè)備號的參數(shù)，才能唯一標(biāo)識一個(gè)設(shè)備。主設(shè)備號相同的設(shè)備使用相同的驅(qū)動程序，從設(shè)備號用于區(qū)分具體設(shè)備的實(shí)例。用命令cat/proc/devices可以查看系統(tǒng)中所有設(shè)備對應(yīng)的主設(shè)備號。所以在gps驅(qū)動程序的開始定義設(shè)備名稱#define device_name “s3c2440-gps”再定義主設(shè)備號，我是讓系統(tǒng)自動分配的，以防主設(shè)備號已被占用，static int gps_major=0;驅(qū)動程序以一個(gè)模塊初始化函數(shù)作為入口，如module_init(s3c2440_gps_init)向內(nèi)核聲明當(dāng)前模塊的初始化函數(shù);再寫gps的初始化函數(shù)：static int __init s3c2440_gps_init(void)函數(shù)，在這個(gè)函數(shù)里面注冊一個(gè)設(shè)備，返回主設(shè)備號，可以寫成：gps_major=register_chrdev(0，device _name，&s3c2440_gps_fops)，s3c2440_gps_fops是定義了的結(jié)構(gòu)體，規(guī)定了驅(qū)動程序向應(yīng)用程序提供的操作接口。如：static struct file_operations s3c2440_gps _fops ={.owner= this_module，。

　　open= s3c2440_gps_open，.release= s3c2440_gps_release=s3c2440_gps_release， .ioctl=s3c2440_gps_ioctl};繼續(xù)向下寫，gps_class=class_create(this_module，device_name);在/sysfs目錄下創(chuàng)建這個(gè)設(shè)備的類。再是注冊這個(gè)設(shè)備的類，如device_create(gps_class，null，mkdev(gps_major，0)，null，device_name)。

　　gps應(yīng)用程序即定位功能的實(shí)現(xiàn)

　　要實(shí)現(xiàn)gps的定位必須先要對gps數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，gps上電后，每隔一定的時(shí)間就會返回一定格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為$信息類型，每行開頭的字符都是$，接著是信息類型，后面的是數(shù)據(jù)，以逗號分開，完整的數(shù)據(jù)類型如下：$gprmc，080655.00，a，4546.40891，n，12639.65641，e，1.045，328.42，170809，，，a*60信息類型為：gpgsv：可見衛(wèi)星信息、gpgll：地理定位信息、gprmc：推薦最小定位信息、gpvtg：地面速度信息、gpgga：gps定位信息、gpgsa：當(dāng)前衛(wèi)星信息、這里我只解析gprmc和gpgga的信息。一.gprmc數(shù)據(jù)詳解：$gprmc，《1》，《2》，《3》，《4》，《5》，《6》，《7》，《8》，《9》，《10》，《11》，《12》*hh《1》utc時(shí)間，hhmmss(時(shí)分秒)格式《2》定位狀態(tài)，a=有效定位，v=無效定位《3》緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)《4》緯度半球n(北半球)或s(南半球)《5》經(jīng)度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)《6》經(jīng)度半球e(東經(jīng))或w(西經(jīng))……。

　　最后編寫代碼，把經(jīng)/緯度解析出來，對于gpgga類型數(shù)據(jù)，也是一樣，先了解每一位的含義，再寫代碼把海平面高度和大地水平面高度等數(shù)據(jù)解析并顯示出來。

　　gprs通信模塊實(shí)現(xiàn)

　　gprs模塊是借助gprs無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，從而在不同的車輛或車輛與控制中心之間架起溝通的橋梁，所以軟件的功能主要是建立無線連接，按照gprs通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。gprs模塊的通信主要是通過串口驅(qū)動實(shí)現(xiàn)，在嵌入式linux內(nèi)核中已經(jīng)提供了對串設(shè)備的支持，因此在配置內(nèi)核編譯選項(xiàng)時(shí)，只需要選中對串口設(shè)備的支持，就可以實(shí)現(xiàn)對gprs模塊的串口數(shù)據(jù)通信功能。為了實(shí)現(xiàn)與internet的通信，還需要在配置內(nèi)核編譯選項(xiàng)時(shí)選中ppp和tcp/ip協(xié)議。這樣一旦網(wǎng)絡(luò)連接建立，就可以使用應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的通信。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路層采用ppp協(xié)議，它是一種面向字符的協(xié)議，是為在兩個(gè)對等實(shí)體間傳輸數(shù)據(jù)包連接而設(shè)計(jì)的，使用可擴(kuò)展的鏈路控制協(xié)議lcp來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路。用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議族ncp來建立和配置不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，并且允許采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。一個(gè)ppp會話分四個(gè)步驟：建立連接、連接質(zhì)量控制、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置和連接終止。

　　嵌入式linux系統(tǒng)內(nèi)核源自于linux內(nèi)核，并保留了對tcp/ip以及其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持。在嵌入式linux系統(tǒng)上編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序與在linux上編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序沒什么大區(qū)別，通常只需要做很小的修改就可以移植到嵌入式linux系統(tǒng)上。至此，gprs模塊完整地集成到嵌入式終端中。

　　can模塊實(shí)現(xiàn)

　　can總線驅(qū)動程序要完成的報(bào)文發(fā)送、接收等任務(wù)都是圍繞can總線控制器展開的，因此驅(qū)動程序主要是對控制器mcp2510內(nèi)部寄存器進(jìn)行操作。can總線控制器mcp2510的初始化按照以下步驟進(jìn)行：(1)軟件復(fù)位，進(jìn)入配置模式;(2)設(shè)置can總線波特率;(3)關(guān)閉中斷，設(shè)置id過濾器;(4)切換mcp2510到正常狀態(tài);(5)清空接收和發(fā)送緩沖區(qū);(6)開啟接收緩沖區(qū)，開啟中斷。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　本實(shí)驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到基本的要求，參見圖4，圖的右上角是經(jīng)/緯度。本系統(tǒng)還不完善，還有很多實(shí)用的功能有待進(jìn)一步開發(fā)。

　　結(jié)論

　　該系統(tǒng)能夠通過gps和gprs實(shí)現(xiàn)車輛定位以及車輛與控制中心之間的數(shù)據(jù)通信，還能夠通過can總線檢測汽車主要技術(shù)參數(shù)，為交通道路的智能管理以及汽車的安全駕駛提供了可靠保障。