專利名稱：車載地理信息采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)裝置，尤其是車載地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)裝置。
背景技術(shù)：
車載導(dǎo)航需要使用適合的電子地圖，制作一張電子地圖需要獲取相關(guān)的地理信息，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測(cè)的方式效率低，操作的專業(yè)性要求高；需要采集的數(shù)據(jù)不僅有有關(guān)道路路徑的信息，還有道路旁標(biāo)志物的信息(如某標(biāo)志性建筑物的坐標(biāo)、名稱等)；制作一張電子地圖所需的這些數(shù)據(jù)會(huì)很多，需要及時(shí)的把采集到的數(shù)據(jù)保存。為解決上述問題，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書CN 1126539A公開了專利申請(qǐng)?zhí)枮?5190276.8，名為“移動(dòng)位置報(bào)告裝置及方法”的技術(shù)方案。它提出一種蜂窩電話，這種蜂窩電話被用來向一個(gè)基站單元提供一個(gè)地理位置系統(tǒng)信號(hào)，并同時(shí)允許上述基站單元的操作者與上述蜂窩電話的操作者進(jìn)行語(yǔ)音通信，上述蜂窩電話包括蜂窩電話發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，衛(wèi)星定位(GPS)接收機(jī)，用于對(duì)衛(wèi)星定位接收機(jī)信號(hào)處理的信號(hào)處理器，以及用于把衛(wèi)星定位接收機(jī)信號(hào)和上述蜂窩電話的操作者產(chǎn)生的音頻信號(hào)變成能被一個(gè)基站單元處理成音頻信號(hào)的蜂窩電話信號(hào)和能被解碼成地理位置信息的GPS信號(hào)的裝置。這種技術(shù)方案需要在勘測(cè)的過程中上述基站單元的操作者與上述蜂窩電話的操作者反復(fù)進(jìn)行語(yǔ)音通信，最后由基站單元的操作者使用基站單元配備的設(shè)備記錄道路路徑的信息和道路旁標(biāo)志物的信息。這種技術(shù)方案設(shè)備復(fù)雜，還需要至少兩個(gè)操作者配合工作。如何低成本、高效率地采集這些數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)這些大容量數(shù)據(jù)，是目前所遇到的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種由一個(gè)操作者在駕駛車輛的同時(shí)，就可以采集和記錄道路的路徑信息和道路旁標(biāo)志物信息的車載地理信息采集器。
本發(fā)明的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的這種車載地理信息采集器直接安裝在車內(nèi)并且由汽車供電，由一個(gè)操作者在駕駛車輛在道路上移動(dòng)的過程中可以自動(dòng)采集衛(wèi)星定位接收機(jī)輸出的道路路徑信息數(shù)據(jù)和由操作者手動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)語(yǔ)音處理裝置采集道路旁標(biāo)志物說明的語(yǔ)音信息數(shù)據(jù)并且隨時(shí)將上述數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。借助與外部計(jì)算機(jī)相連通訊把外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部計(jì)算機(jī)中，這些采集到的數(shù)據(jù)將用于電子地圖的開發(fā)制作。僅由一個(gè)操作者在駕駛車輛的同時(shí)用一臺(tái)該設(shè)備一次性解決以上的技術(shù)問題。
車載地理信息采集器，其特征是包括一個(gè)提供車輛位置的車載衛(wèi)星定位接收機(jī)、一個(gè)控制語(yǔ)音采集的開關(guān)、一個(gè)采集語(yǔ)音并轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的語(yǔ)音處理裝置、一個(gè)微處理機(jī)、一個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、一個(gè)通信接口轉(zhuǎn)換器；該微處理機(jī)連接外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；該微處理機(jī)連接衛(wèi)星定位接收機(jī)定時(shí)提取車輛位置的經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)，并將提取的車輛位置數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的路徑文件；該微處理機(jī)連接開關(guān)和語(yǔ)音采集轉(zhuǎn)換裝置，在地理標(biāo)志點(diǎn)車上人員使開關(guān)接通期間提取車輛當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和提取語(yǔ)音處理裝置采集的車上人員對(duì)該地理標(biāo)志點(diǎn)所作說明的語(yǔ)音數(shù)字編碼數(shù)據(jù)，并將提取的車輛當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)字編碼數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的標(biāo)志點(diǎn)文件；該微處理機(jī)連接通信接口轉(zhuǎn)換器，通過通信接口轉(zhuǎn)換器向外部計(jì)算機(jī)傳送外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)中的路徑文件和標(biāo)志點(diǎn)文件。
推薦的微處理機(jī)的中央處理器帶有4個(gè)數(shù)據(jù)接口和一個(gè)控制信號(hào)輸入端；所述外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接中央處理器的第一個(gè)數(shù)據(jù)接口，通信接口轉(zhuǎn)換器連接中央處理器的第二個(gè)數(shù)據(jù)接口，衛(wèi)星定位接收機(jī)連接中央處理器的第三個(gè)數(shù)據(jù)接口，語(yǔ)音處理裝置連接中央處理器的第四個(gè)數(shù)據(jù)接口，開關(guān)連接中央處理器所述的控制信號(hào)輸入端。微處理機(jī)與上述部件的連接簡(jiǎn)單明確，硬件和軟件結(jié)構(gòu)也相應(yīng)簡(jiǎn)單。
特別是所述中央處理器為16位單片機(jī)，所述的4個(gè)數(shù)據(jù)接口中第一個(gè)數(shù)據(jù)接口為同步串行接口，其它三個(gè)數(shù)據(jù)接口為異步串行接口。配置擴(kuò)展的存放控制程序的只讀存儲(chǔ)器和存放程序運(yùn)行數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器即可構(gòu)成所需的微處理機(jī)，則微處理機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊可靠。
所述的語(yǔ)音處理裝置包括一個(gè)接有麥克風(fēng)的語(yǔ)音編碼模塊。這種語(yǔ)音處理裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊可靠。
所述的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為大容量高速閃存Flash存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器體積小，連接簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)交換速度高，容量大。
最好是所述的語(yǔ)音編碼模塊還具有解碼功能，該語(yǔ)音編碼模塊可連接功率放大器及喇叭，以輸出操作提示語(yǔ)音或回放先前錄制的標(biāo)志點(diǎn)文件。
所述的微處理機(jī)的中央處理器的一個(gè)控制信號(hào)輸出端接有一只指示燈；該指示燈用于提示車上人員，已開始進(jìn)行語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集，可對(duì)標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行描述講解。另兩個(gè)控制信號(hào)輸出端接有一只雙色指示燈；該指示燈用于提示車上人員，車載衛(wèi)星定位接收機(jī)定位操作的狀態(tài)。
本發(fā)明車載地理信息采集器，以一個(gè)微處理機(jī)連接一個(gè)衛(wèi)星定位接收機(jī)、一個(gè)控制語(yǔ)音采集的開關(guān)、一個(gè)采集語(yǔ)音并轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的語(yǔ)音處理裝置、一個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和一個(gè)通信接口轉(zhuǎn)換器。一個(gè)操作者在駕駛車輛在道路上移動(dòng)的過程中自動(dòng)采集移動(dòng)形成的軌跡路線數(shù)據(jù)，操作者手動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)語(yǔ)音處理裝置采集標(biāo)志物說明的語(yǔ)音信息數(shù)據(jù)并隨時(shí)將上述數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。借助與外部計(jì)算機(jī)相連通訊把存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部計(jì)算機(jī)中。操作簡(jiǎn)單工作效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉。
圖1是本發(fā)明車載地理信息采集器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1實(shí)施例的前臺(tái)子程序組成方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1實(shí)施例的后臺(tái)主程序流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1實(shí)施例的串行口初始化處理子程序流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖1實(shí)施例的串行口中斷處理子程序流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖1實(shí)施例的外部存儲(chǔ)軟件中斷處理子程序流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖1實(shí)施例的語(yǔ)音模塊軟件中斷處理子程序流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖1實(shí)施例的GPS模塊軟件中斷處理子程序流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明車載地理信息采集器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖1。該車載地理信息采集器直接安裝在汽車內(nèi)并且由汽車供電，它包括一個(gè)微處理機(jī)1、一個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2、一個(gè)衛(wèi)星定位接收機(jī)3、一個(gè)作為通信接口轉(zhuǎn)換器的串口轉(zhuǎn)換芯片4、一個(gè)采集語(yǔ)音并轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的語(yǔ)音處理裝置5、一個(gè)控制語(yǔ)音采集的開關(guān)6、一個(gè)防止微處理機(jī)1進(jìn)入死循環(huán)的看門狗7、一個(gè)直流電壓變換的電源模塊8、一個(gè)表示GPS采集狀態(tài)的雙色指示燈9和一個(gè)表示處于語(yǔ)音采集的指示燈10。
微處理機(jī)1采用帶4個(gè)串口的增強(qiáng)型16位單片機(jī)11作為中央處理器(CPU)，配置擴(kuò)展的存放控制程序的只讀存儲(chǔ)器12和存放程序運(yùn)行數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器13，負(fù)責(zé)程序的處理運(yùn)算。程序存儲(chǔ)只讀存儲(chǔ)器12采用4Mb容量的Nor型FLASH存儲(chǔ)器，它的使能端連接單片機(jī)11的第一個(gè)片選端CS0，它的地址/數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)連接單片機(jī)11的地址/數(shù)據(jù)線A0-18端；數(shù)據(jù)內(nèi)存隨機(jī)存儲(chǔ)器13是采用1Mb容量的SRAM，它的使能端連接單片機(jī)11的第二個(gè)片選端CS1，它的地址/數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)連接單片機(jī)11的地址/數(shù)據(jù)線A0-16端。單片機(jī)11的控制I/O口的兩個(gè)輸出端連接雙色指示燈9，另有一個(gè)輸出端連接指示燈10。
外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2為1Gb的大容量高速閃存Nand型Flash存儲(chǔ)器。它的輸入/輸出端口連接單片機(jī)11的I/O串口。
衛(wèi)星定位接收機(jī)3的GPS模塊31和GPS接收天線32為外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件。GPS接收天線32放置在可直接對(duì)著天空接收衛(wèi)星信號(hào)的位置如汽車頂部；GPS模塊31則安放在主機(jī)中，它的輸入/輸出端口連接單片機(jī)11的第一個(gè)異步串口UART0。
串口轉(zhuǎn)換芯片4對(duì)內(nèi)的輸入/輸出端口連接單片機(jī)11的第二個(gè)異步串口UART1，對(duì)外的輸入/輸出端口以RS-232標(biāo)準(zhǔn)可連接外部計(jì)算機(jī)。
語(yǔ)音處理裝置5由一個(gè)語(yǔ)音編碼模塊51、一個(gè)麥克風(fēng)52、一個(gè)功率放大器53和一個(gè)喇叭54組成。語(yǔ)音編碼模塊51接受麥克風(fēng)52采集的模擬語(yǔ)音信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)11的第三個(gè)異步串口UART2傳送給單片機(jī)11進(jìn)行處理。語(yǔ)音編碼模塊51還可以對(duì)單片機(jī)11的第三個(gè)異步串口UART2傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)送功率放大器53放大后，由喇叭54播放。
開關(guān)6為撥動(dòng)開關(guān)，它一端接地，另一端接單片機(jī)11的控制I/O口的一個(gè)輸入端INT0。
看門狗7的輸入端連接單片機(jī)11的清除輸出端GSOUT，輸出端連接單片機(jī)11的復(fù)位輸入端。
電源模塊8將汽車的12V直流電源電壓變換為5V的直流電壓向上述的各部件供電。
下面介紹單片機(jī)11運(yùn)行的主要軟件結(jié)構(gòu)流程。整個(gè)軟件系統(tǒng)是個(gè)前后臺(tái)系統(tǒng)，空閑狀態(tài)下系統(tǒng)都運(yùn)行在后臺(tái)狀態(tài)，當(dāng)中斷到來的時(shí)候，系統(tǒng)便跳到前臺(tái)，判斷中斷向量，然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理子程序執(zhí)行，中斷處理執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)再跳回到后臺(tái)狀態(tài)運(yùn)行。
在圖2中列出了前臺(tái)主要的中斷處理子程序名稱和它們的作用。
串口通訊是最底層的任務(wù)，對(duì)GPS模塊31和語(yǔ)音編碼模塊51的應(yīng)用以及與上位機(jī)之間的通訊都是通過串口來實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)11的串口中斷分兩種接收中斷和發(fā)送中斷，兩者是獨(dú)立的，但可以共用一個(gè)中斷處理函數(shù)。
本實(shí)施例所采用的單片機(jī)11支持串口數(shù)據(jù)接收DMA方式，串口設(shè)置DMA工作方式，要設(shè)置串口DMA接收的緩沖內(nèi)存大小和超時(shí)上限，設(shè)置串口DMA接收中斷處理程序入口，設(shè)置串口發(fā)送中斷處理程序入口。由于每個(gè)串口都是獨(dú)立的，因此必須對(duì)每個(gè)串口分別處理，當(dāng)串口有收到數(shù)據(jù)或者要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)跳到相應(yīng)的中斷處理程序執(zhí)行。
串口初始化由一個(gè)專門的子程序處理，其流程如圖4所示
步驟400，進(jìn)入本子程序，設(shè)置一個(gè)串口號(hào)暫存單元。
步驟401，串口號(hào)暫存單元中記入0，指向異步串口UART0。
步驟402，對(duì)串口號(hào)暫存單元中記入數(shù)值指向的異步串口設(shè)置波特率和DMA工作方式，設(shè)置該串口DMA接收的緩沖內(nèi)存大小和超時(shí)上限，設(shè)置該串口DMA接收中斷處理程序入口和發(fā)送中斷處理程序入口。
步驟403，把該串口DMA緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)改寫成未收到的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
步驟404，判斷串口號(hào)暫存單元中記入數(shù)值是否為2，否則跳轉(zhuǎn)到步驟405繼續(xù)對(duì)下一個(gè)串口執(zhí)行初始化，是則轉(zhuǎn)到步驟406。
步驟405，串口號(hào)暫存單元中記入的數(shù)值加1，指向下一個(gè)異步串口。
步驟406，運(yùn)行至此，三個(gè)異步串口的初始化操作完畢，轉(zhuǎn)到后臺(tái)程序繼續(xù)運(yùn)行。
串口設(shè)置DMA工作方式后，某串口接收的數(shù)據(jù)到來時(shí)，數(shù)據(jù)馬上移送到該串口的DMA緩沖區(qū)中，當(dāng)數(shù)據(jù)量達(dá)到緩沖區(qū)大小時(shí)觸發(fā)一次DMA中斷通知單片機(jī)11取數(shù)據(jù)，或者超過時(shí)間上限觸發(fā)一次DMA中斷通知單片機(jī)11取DMA緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，這樣可防止數(shù)據(jù)丟失。發(fā)送是向單片機(jī)11的串口輸出寄存器寫一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，發(fā)送可自行控制，等一個(gè)字節(jié)發(fā)送完畢再發(fā)送下一個(gè)字節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生覆蓋的現(xiàn)象。
串口中斷處理流程如圖5所示步驟500，接收到串口中斷請(qǐng)求，開始中斷操作。每個(gè)串口中斷的中斷號(hào)是獨(dú)立、唯一的，而且根據(jù)每個(gè)中斷的中斷向量可以區(qū)分出是發(fā)送中斷還是接收中斷，據(jù)此可以判斷是哪個(gè)串口的何種中斷請(qǐng)求，然后轉(zhuǎn)到步驟501。
步驟501，根據(jù)中斷向量，判斷出是否是發(fā)送數(shù)據(jù)中斷，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟504，否則轉(zhuǎn)到步驟502。
步驟502，判斷是否是接收中斷，如果是則轉(zhuǎn)到步驟503，否則轉(zhuǎn)到步驟506。
步驟503，把該串口接收到的數(shù)據(jù)寫入到DMA緩沖區(qū)中，DMA緩沖區(qū)會(huì)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)是否符合其事先設(shè)置的中斷觸發(fā)條件DMA緩沖區(qū)已滿或超過時(shí)間上限來自動(dòng)產(chǎn)生DMA中斷，通知單片機(jī)11發(fā)出該串口的數(shù)據(jù)處理軟件中斷請(qǐng)求。然后轉(zhuǎn)到步驟507。
步驟504，向串口的串口輸出寄存器發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，串口會(huì)自動(dòng)將這個(gè)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。然后轉(zhuǎn)到步驟505。
步驟505，向串口發(fā)送的數(shù)據(jù)若不止一個(gè)字節(jié)，因此判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，如果發(fā)送未完，則跳轉(zhuǎn)到步驟504繼續(xù)發(fā)送，否則轉(zhuǎn)到步驟507。
步驟506，出錯(cuò)處理，說明中斷向量有誤，不進(jìn)行任何串口操作，直接跳轉(zhuǎn)到步驟507。
步驟507，結(jié)束中斷操作，一次串口的前臺(tái)操作完畢，系統(tǒng)轉(zhuǎn)到后臺(tái)程序運(yùn)行。
外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2應(yīng)當(dāng)從容量、功耗、體積、響應(yīng)速度等幾方面綜合考慮存儲(chǔ)介質(zhì)，在移動(dòng)設(shè)備上使用Nand型Flash芯片是合適的，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)最終將通過通訊串口導(dǎo)出到上位機(jī)，我們采取文件存取的形式來實(shí)現(xiàn)把存儲(chǔ)的兩種格式的數(shù)據(jù)即道路數(shù)據(jù)和標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)分成兩個(gè)文件，當(dāng)然也可以存儲(chǔ)更多文件。由一個(gè)文件管理系統(tǒng)將Flash分為兩部分，第一部分是數(shù)據(jù)區(qū)域，占空間的絕大部分；第二部分用來存放文件系統(tǒng)表頭，表頭的內(nèi)容有系統(tǒng)記錄SR(System Record)，文件分配表FAT(File Allocation Table)和文件登記表FRT(File Register Table)。系統(tǒng)記錄SR用來記錄Flash的容量、類型、扇區(qū)個(gè)數(shù)及大小等基本信息以及FAT和FRT的位置和大小等；文件分配表FAT用于記錄存儲(chǔ)空間的占用情況及各個(gè)文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；文件登記表FRT用于記錄每個(gè)文件的屬性、長(zhǎng)度以及起始存儲(chǔ)位置入口。對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，需先映射為對(duì)相應(yīng)文件的操作，然后對(duì)文件進(jìn)行添加、刪除或者修改的操作；對(duì)于數(shù)據(jù)的讀取也如是進(jìn)行對(duì)文件的讀取。為區(qū)分存儲(chǔ)或讀取操作對(duì)象的文件類型，定義一個(gè)內(nèi)存字段為文件類型暫存單元。下面以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作為例，進(jìn)行說明；而讀取存儲(chǔ)操作更為簡(jiǎn)單，可以類推。
在進(jìn)入Flash存儲(chǔ)中斷之前將文件類型暫存單元賦相應(yīng)值，如1表示要存儲(chǔ)道路數(shù)據(jù)，2表示要存儲(chǔ)標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)。中斷進(jìn)來后，判斷文件類型暫存單元的值，然后做相應(yīng)的操作。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)收到別的任務(wù)發(fā)的存儲(chǔ)消息，先判斷文件號(hào)，然后判斷操作類型，然后對(duì)相應(yīng)的文件進(jìn)行操作，最后改寫表頭文件的FRT和FAT，一次存儲(chǔ)操作則完成。
對(duì)于Flash存儲(chǔ)任務(wù)，簡(jiǎn)單的示例流程如圖6所示步驟600，有Flash存儲(chǔ)中斷請(qǐng)求進(jìn)來，開始中斷操作。
步驟601，判斷Flash是否存滿，采用的方法是記錄下每次寫或擦除的空間大小，用總和(128M)減去每次寫操作所占用的空間或加上每次擦除所釋放的空間，再減去系統(tǒng)表頭的大小，最后存儲(chǔ)在系統(tǒng)表頭的SR中，便是Flash的剩余空間。當(dāng)剩余空間為不夠本次寫操作所需空間時(shí)則提示Flash空間不足，跳轉(zhuǎn)到步驟605。否則跳轉(zhuǎn)到步驟602。
步驟602，判斷存儲(chǔ)文件類型。判斷文件類型暫存單元的值，如果是1，則跳轉(zhuǎn)到步驟606，否則跳轉(zhuǎn)到步驟603。
步驟603，判斷文件類型暫存單元的值，如果是2則跳轉(zhuǎn)到步驟607，否則跳轉(zhuǎn)到步驟604。
步驟604，說明文件類型暫存單元的值有誤，找不到相應(yīng)的存儲(chǔ)類型，因此不進(jìn)行任何Flash存儲(chǔ)操作，轉(zhuǎn)到步驟608，一次Flash操作完畢。
步驟605，向語(yǔ)音處理模塊的串口UART2發(fā)送語(yǔ)音信息“存儲(chǔ)空間不夠”的文本數(shù)據(jù)文件，以語(yǔ)音合成的形式調(diào)用語(yǔ)音模塊軟件中斷處理子程序，不進(jìn)行任何Flash操作，然后轉(zhuǎn)到步驟608。
步驟606，把道路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到Flash中，然后改動(dòng)表頭中的SR、FAT和FRT三個(gè)表的信息，最后轉(zhuǎn)到步驟608。
步驟607，把標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到Flash中，然后改動(dòng)表頭中的SR、FAT和FRT三個(gè)表的信息，最后轉(zhuǎn)到步驟608。
步驟608，結(jié)束中斷操作，本次前臺(tái)操作完畢，轉(zhuǎn)到后臺(tái)程序運(yùn)行。
對(duì)GPS模塊31進(jìn)行相應(yīng)的初始化，如設(shè)置工作方式、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)采集間隔和波特率，之后GPS模塊31可開始工作，按照規(guī)定的數(shù)據(jù)采集間隔定時(shí)向單片機(jī)11的第一個(gè)異步串口UART0輸出數(shù)據(jù)。GPS模塊31送出的數(shù)據(jù)是依照美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)(NMEA)制定的NMEA-0183所定義的格式組成的GPS數(shù)據(jù)幀，每一個(gè)GPS數(shù)據(jù)幀的大小正是該串口DMA接收的緩沖內(nèi)存大小，串口UART0收到一幀GPS數(shù)據(jù)就向單片機(jī)11發(fā)一次本串口的DMA緩沖區(qū)滿中斷請(qǐng)求；單片機(jī)11響應(yīng)此中斷請(qǐng)求，調(diào)GPS模塊軟件中斷處理子程序，對(duì)該GPS數(shù)據(jù)幀進(jìn)行處理。先將該GPS數(shù)據(jù)幀從該串口的DMA緩沖區(qū)中取出，存入內(nèi)存的當(dāng)前位置暫存單元中，根據(jù)GPS數(shù)據(jù)幀格式的定義從數(shù)據(jù)幀中解析出當(dāng)前本車輛所處的經(jīng)緯度信息、速度、方向、數(shù)據(jù)有效性和時(shí)間等有關(guān)信息，并將有效的信息存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2中的路徑文件。
GPS模塊軟件中斷處理子程序的流程如圖8所示步驟800，第一個(gè)串口UART0的DMA中斷到來，開始中斷處理。
步驟801，從該串口的DMA緩沖區(qū)中取出該幀數(shù)據(jù)，存入內(nèi)存的當(dāng)前位置暫存單元中。
步驟802，對(duì)當(dāng)前位置暫存單元中該幀數(shù)據(jù)，依照格式進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。
步驟803，判斷該幀GPS數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)有效位是否為“A”，為“A”時(shí)表示GPS模塊31已定位成功，該幀數(shù)據(jù)有效，轉(zhuǎn)到步驟804，單片機(jī)11的控制I/O口發(fā)控制脈沖，令雙色指示燈9閃爍綠色；若數(shù)據(jù)有效位為“V”則表示GPS模塊31尚未定位，該幀數(shù)據(jù)無效，轉(zhuǎn)到步驟807。
步驟805，從內(nèi)存的當(dāng)前位置暫存單元中的GPS數(shù)據(jù)中取出有用的經(jīng)度、緯度、速度、方向和時(shí)間數(shù)據(jù)。
步驟806，把數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并整理成一個(gè)數(shù)據(jù)包，然后產(chǎn)生軟件中斷通知系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)之前可以先進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工，也可以不加工。本實(shí)施例選擇對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)加工。由于GPS幀中的數(shù)據(jù)都是可見ASC碼字符，如一個(gè)緯度信息表示為“3723.2475”，要占用9個(gè)字節(jié)，我們把它轉(zhuǎn)換為一個(gè)長(zhǎng)度為4字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)“3723.2475”-＞25 17 18 4B，以節(jié)省存儲(chǔ)空間。
步驟807，單片機(jī)11的控制I/O口發(fā)控制脈沖，令雙色指示燈9閃爍紅色。
步驟808，結(jié)束中斷操作，返回到后臺(tái)程序運(yùn)行。
本實(shí)施例采用的語(yǔ)音編碼模塊51是科大訊飛公司的XF2S01E語(yǔ)音模塊，它有四種工作狀態(tài)空閑、編碼、解碼、語(yǔ)音合成。我們?cè)O(shè)置一個(gè)模塊狀態(tài)單元來表示當(dāng)前模塊狀態(tài)，如1表示空閑，2表示編碼，3表示解碼，4表示語(yǔ)音合成。如，進(jìn)行編碼時(shí)把模塊狀態(tài)單元置為編碼狀態(tài)，編碼結(jié)束后置為空閑狀態(tài)。另外設(shè)置一個(gè)全局變量語(yǔ)音類型，在發(fā)出軟件中斷時(shí)，來指示要求語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)行操作的工作類型，如2表示對(duì)麥克風(fēng)52的聲音信號(hào)作編碼，3表示對(duì)串口UART2發(fā)來的數(shù)據(jù)解碼轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，4表示對(duì)串口UART2發(fā)來的文本數(shù)據(jù)執(zhí)行語(yǔ)音合成，完成問候語(yǔ)和提示語(yǔ)的轉(zhuǎn)換。對(duì)語(yǔ)音編碼模塊51執(zhí)行每次編碼操作時(shí)，都要啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)定時(shí)器，執(zhí)行完畢后則停止該定時(shí)器。如果超過預(yù)定時(shí)間，則強(qiáng)制結(jié)束編碼操作，以限制標(biāo)志點(diǎn)語(yǔ)音錄入的時(shí)間。
語(yǔ)音模塊軟件中斷處理子程序的中斷級(jí)別是最低的，其流程如圖7所示步驟700，有語(yǔ)音處理中斷請(qǐng)求進(jìn)來，開始中斷處理。
步驟701，判斷模塊狀態(tài)單元的值，如果當(dāng)前模塊狀態(tài)為空閑，則表示可以工作，跳轉(zhuǎn)到步驟704；否則跳轉(zhuǎn)到步驟702。
步驟702，判斷等待模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)為空閑的時(shí)間是否超過1秒鐘，未到1秒鐘就繼續(xù)等待，轉(zhuǎn)到步驟701，等待的時(shí)間超過1秒鐘，跳轉(zhuǎn)到步驟703。
步驟703，此時(shí)認(rèn)為語(yǔ)音編碼模塊51已經(jīng)出錯(cuò)了，發(fā)指令把語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位，然后置模塊狀態(tài)單元的值為空閑，再跳轉(zhuǎn)到步驟704。
步驟704，根據(jù)語(yǔ)音類型的值來判斷中斷請(qǐng)求所要求語(yǔ)音編碼模塊51執(zhí)行操作的類型，然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的操作步驟705～707。
步驟705，送指令使得語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)入編碼狀態(tài)，啟動(dòng)超時(shí)定時(shí)器，此時(shí)語(yǔ)音編碼模塊51會(huì)自動(dòng)采集與之相連的麥克風(fēng)52所傳來的聲音信號(hào)，然后實(shí)時(shí)形成二進(jìn)制的編碼，發(fā)送給相連的串口UART2。
步驟706，送指令使得語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)入解碼狀態(tài)，此時(shí)語(yǔ)音編碼模塊51會(huì)等待串口UART2送來規(guī)定格式的二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件，語(yǔ)音編碼模塊51會(huì)實(shí)時(shí)地將該文件提供的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為聲音，然后通過與之相連的喇叭54播放出聲音。
步驟707，送指令使得語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)入語(yǔ)音合成狀態(tài)，此時(shí)只要向語(yǔ)音編碼模塊51發(fā)送文本數(shù)據(jù)如“你好”，語(yǔ)音編碼模塊51會(huì)通過與之相連的喇叭54發(fā)出擬人聲“你好”，此功能主要用于語(yǔ)音提示。
步驟708，在執(zhí)行705～707的操作時(shí)，需要把模塊狀態(tài)單元按照所處的工作狀態(tài)進(jìn)行賦值置位，如進(jìn)入編碼狀態(tài)就把模塊狀態(tài)單元置為編碼狀態(tài)。
步驟709，判斷此次操作是否結(jié)束，語(yǔ)音編碼模塊51在編碼狀態(tài)，超時(shí)定時(shí)器達(dá)到預(yù)定時(shí)間，為此次操作結(jié)束；語(yǔ)音編碼模塊51在解碼或語(yǔ)音合成狀態(tài)，收到結(jié)束幀，為此次操作結(jié)束。未結(jié)束，就保持原狀態(tài)繼續(xù)操作；編碼工作完畢后需關(guān)閉超時(shí)定時(shí)器，解碼或語(yǔ)音合成工作完畢后無需特別處理，轉(zhuǎn)到步驟710。
步驟710，送指令使得語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)入空閑狀態(tài)，置模塊狀態(tài)單元為空閑，結(jié)束中斷處理，至此一次語(yǔ)音處理操作完畢，返回后臺(tái)程序。
圖3示出后臺(tái)主程序基本的結(jié)構(gòu)流程。
主程序由步驟300開始。
步驟301，按前面說明的功能對(duì)單片機(jī)11的各I/O口進(jìn)行設(shè)定，并定義內(nèi)部的定時(shí)器。調(diào)用圖4所示的串行口初始化處理子程序，依次初始化與GPS模塊31相連的異步串口UART0、與串口轉(zhuǎn)換芯片4相連的通訊用異步串口UART1及與語(yǔ)音處理裝置5相連的異步串口UART2，設(shè)置它們的工作方式為DMA工作方式，并分別設(shè)置各串口通訊的波特率。。
步驟302，對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2設(shè)定外部存儲(chǔ)軟件中斷處理子程序入口的中斷向量及相關(guān)變量，并開放該中斷。對(duì)語(yǔ)音處理裝置5進(jìn)行語(yǔ)音編碼模塊51復(fù)位，設(shè)定其工作參數(shù)，使當(dāng)前狀態(tài)為空閑，設(shè)定語(yǔ)音模塊軟件中斷處理子程序入口的中斷向量，并開放該中斷。對(duì)GPS模塊31工作方式、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)采集間隔進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定GPS模塊軟件中斷處理子程序入口的中斷向量，并開放該中斷。
步驟303，檢查控制I/O口的輸入端INT0，判斷開關(guān)6的狀態(tài)。
步驟304，判斷GPS模塊31是否定位的依據(jù)是內(nèi)存的當(dāng)前位置暫存單元中保留的最后一幀GPS數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)有效位是否為“A”，為“A”時(shí)表示GPS模塊31已定位成功，該幀數(shù)據(jù)有效。本步驟就是去檢查其定位狀態(tài)，來判斷GPS定位與否。
步驟305，檢測(cè)到GPS模塊31已成功定位，向連接指示燈10的控制I/O口輸出端送控制電平，點(diǎn)亮指示燈10，提示操作員可進(jìn)行話音錄入。
步驟306，從內(nèi)存的當(dāng)前位置暫存單元中取出當(dāng)前位置的經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)，這個(gè)點(diǎn)的位置信息將與接下來的語(yǔ)音信息一起形成一個(gè)完整的標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)包。將變量語(yǔ)音類型設(shè)定為編碼方式，調(diào)用語(yǔ)音模塊軟件中斷處理子程序，使語(yǔ)音編碼模塊51設(shè)定為編碼方式，通過麥克風(fēng)52錄入語(yǔ)音到語(yǔ)音編碼模塊51中，語(yǔ)音編碼模塊51實(shí)時(shí)地把語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，發(fā)送到第三個(gè)異步串口UART2，這樣便可觸發(fā)UART2接收數(shù)據(jù)的DMA硬件中斷，該DMA硬件中斷把存放在DMA緩沖區(qū)中的語(yǔ)音數(shù)據(jù)存入內(nèi)存中的專用數(shù)據(jù)區(qū)中。
步驟307，到此一次錄音結(jié)束，改變連接指示燈10的控制I/O口輸出端的控制電平，熄滅指示燈10，提示操作員話音錄入已停止，請(qǐng)將開關(guān)6開路。
步驟308，把存放在內(nèi)存中的專用數(shù)據(jù)區(qū)中的語(yǔ)音數(shù)據(jù)和步驟306獲取的位置信息組合成標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)包，然后調(diào)用外部存儲(chǔ)軟件中斷處理子程序，將標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)到Flash中。
步驟309，當(dāng)執(zhí)行到步驟309時(shí)標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)包已存儲(chǔ)完畢，則一次采集結(jié)束；反復(fù)檢查控制I/O口的輸入端INT0，判斷開關(guān)6的狀態(tài)，等待開關(guān)6開路后，再返回到步驟303，準(zhǔn)備下一次的數(shù)據(jù)采集。
步驟310，內(nèi)存的當(dāng)前位置暫存單元中保留的最后一幀GPS數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)有效位為“V”，表示GPS模塊31未定位成功，該幀數(shù)據(jù)無效。將變量語(yǔ)音類型設(shè)定為語(yǔ)音合成方式，調(diào)用語(yǔ)音模塊軟件中斷處理子程序，使語(yǔ)音編碼模塊51設(shè)定為語(yǔ)音合成方式工作，通過喇叭54發(fā)出擬人聲提示操作員GPS模塊31未定位成功，需要等一會(huì)兒，才能進(jìn)行標(biāo)志點(diǎn)的語(yǔ)音描述。
把地理信息采集器主機(jī)固定在車內(nèi)某個(gè)位置，電源和地線分別與汽車上的電子點(diǎn)火器的正極和負(fù)極連接上，把GPS接收天線32放置在可直接對(duì)著天空接收衛(wèi)星信號(hào)的位置如汽車頂部。發(fā)動(dòng)汽車，則整個(gè)設(shè)備上電開始工作，此時(shí)雙色指示燈9閃爍紅色且喇叭54播放語(yǔ)音提示設(shè)備開始進(jìn)行工作。
等待雙色指示燈9閃爍綠色表示GPS定位成功，設(shè)備會(huì)沿道路的走向，定時(shí)提取車輛位置的經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)，并將提取的車輛位置數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2中的路徑文件。汽車經(jīng)過某個(gè)在地圖上可以作為標(biāo)志性的建筑時(shí)如某大廈時(shí)，按下采集開關(guān)6，指示燈10亮提示開始錄音，設(shè)備會(huì)先獲取這個(gè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)信息，然后啟動(dòng)語(yǔ)音編碼功能，操作者說出有關(guān)該建筑的相關(guān)資訊如名稱等，然后指示燈10熄滅表示錄音結(jié)束。語(yǔ)音處理裝置5采集的車上人員對(duì)該地理標(biāo)志點(diǎn)所作說明的語(yǔ)音數(shù)字編碼數(shù)據(jù)，并將提取的車輛當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)字編碼數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2的標(biāo)志點(diǎn)文件。
按照這種操作流程在某個(gè)城市盡可能的把所有街道跑一遍，最終采集到的所有信息通過通信接口轉(zhuǎn)換器4向外部計(jì)算機(jī)傳送外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2存儲(chǔ)中的路徑文件和標(biāo)志點(diǎn)文件。上位的外部計(jì)算機(jī)可利用路徑文件和標(biāo)志點(diǎn)文件顯示成道路軌跡，地圖編輯制作人員把軌跡連接起來進(jìn)行一些處理，將形成一張電子地圖。當(dāng)汽車熄火后，設(shè)備也就被停止供電了，不會(huì)影響汽車電源使用。
將外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過通訊串口導(dǎo)出到上位機(jī)，均屬于現(xiàn)有技術(shù)，限于篇幅，在此不作贅述。同理，也可將上位機(jī)中的數(shù)據(jù)通過通訊串口導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2中。
根據(jù)以上的說明，還可將上位機(jī)中的標(biāo)志點(diǎn)文件語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過通訊串口轉(zhuǎn)而導(dǎo)入語(yǔ)音編碼模塊51進(jìn)行回放，在此也不作贅述。
權(quán)利要求
1.車載地理信息采集器，其特征是包括一個(gè)提供車輛位置的車載衛(wèi)星定位接收機(jī)、一個(gè)控制語(yǔ)音采集的開關(guān)、一個(gè)采集語(yǔ)音并轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的語(yǔ)音處理裝置、一個(gè)微處理機(jī)、一個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、一個(gè)通信接口轉(zhuǎn)換器；該微處理機(jī)連接外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；該微處理機(jī)連接衛(wèi)星定位接收機(jī)定時(shí)提取車輛位置的經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)，并將提取的車輛位置數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的路徑文件；該微處理機(jī)連接開關(guān)和語(yǔ)音采集轉(zhuǎn)換裝置，在地理標(biāo)志點(diǎn)車上人員使開關(guān)接通期間提取車輛當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和提取語(yǔ)音處理裝置采集的車上人員對(duì)該地理標(biāo)志點(diǎn)所作說明的語(yǔ)音數(shù)字編碼數(shù)據(jù)，并將提取的車輛當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)字編碼數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的標(biāo)志點(diǎn)文件；該微處理機(jī)連接通信接口轉(zhuǎn)換器，通過通信接口轉(zhuǎn)換器向外部計(jì)算機(jī)傳送外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)中的路徑文件和標(biāo)志點(diǎn)文件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載地理信息采集器，其特征是所述微處理機(jī)的中央處理器帶有4個(gè)數(shù)據(jù)接口和一個(gè)控制信號(hào)輸入端；所述外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接中央處理器的第一個(gè)數(shù)據(jù)接口，通信接口轉(zhuǎn)換器連接中央處理器的第二個(gè)數(shù)據(jù)接口，衛(wèi)星定位接收機(jī)連接中央處理器的第三個(gè)數(shù)據(jù)接口，語(yǔ)音處理裝置連接中央處理器的第四個(gè)數(shù)據(jù)接口，開關(guān)連接中央處理器所述的控制信號(hào)輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載地理信息采集器，其特征是所述中央處理器為16位單片機(jī)，所述的4個(gè)數(shù)據(jù)接口中第一個(gè)數(shù)據(jù)接口為同步串行接口，其它三個(gè)數(shù)據(jù)接口為異步串行接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的車載地理信息采集器，其特征是所述的語(yǔ)音處理裝置包括一個(gè)接有麥克風(fēng)的語(yǔ)音編碼模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的車載地理信息采集器，其特征是所述的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為大容量高速閃存Flash存儲(chǔ)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載地理信息采集器，其特征是所述的語(yǔ)音編碼模塊還具有解碼功能，該語(yǔ)音編碼模塊可連接功率放大器及喇叭，以輸出操作提示語(yǔ)音或回放先前錄制的標(biāo)志點(diǎn)文件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的車載地理信息采集器，其特征是所述的微處理機(jī)的中央處理器的一個(gè)控制信號(hào)輸出端接有一只指示燈；該指示燈用于提示車上人員，已開始進(jìn)行語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集，可對(duì)標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行描述講解。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的車載地理信息采集器，其特征是所述的微處理機(jī)的中央處理器的另兩個(gè)控制信號(hào)輸出端接有一只雙色指示燈；該指示燈用于提示車上人員，車載衛(wèi)星定位接收機(jī)定位操作的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明車載地理信息采集器，以一個(gè)微處理機(jī)連接一個(gè)衛(wèi)星定位接收機(jī)、個(gè)控制語(yǔ)音采集的開關(guān)、一個(gè)采集語(yǔ)音并轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的語(yǔ)音處理裝置、一個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和一個(gè)通信接口轉(zhuǎn)換器。一個(gè)操作者駕駛車輛在道路上移動(dòng)的過程中自動(dòng)采集移動(dòng)形成的軌跡路線數(shù)據(jù)，操作者手動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)語(yǔ)音處理裝置采集標(biāo)志物說明的語(yǔ)音信息數(shù)據(jù)并隨時(shí)將上述數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。借助與外部計(jì)算機(jī)相連通訊把存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部計(jì)算機(jī)中。操作簡(jiǎn)單工作效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉。
文檔編號(hào)G01C21/20GK1661327SQ20041002362
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者韋昌榮, 陳典全, 陳從華, 余建成, 楊磊 申請(qǐng)人:廈門雅迅網(wǎng)絡(luò)股份有限公司