嵌入式车载系统中的软件设计与开发

农业与技术第３３卷第４期２０１３年４月　

软件设计模式在农业气象系统开发中的应用　

王炜，谢鹏，龚溪峤，张蓉蓉　

（江苏省启东市气象局，江苏启东２２６２００）　

摘要：近年来，随着社会进步和科技发展，人们对农业气象系统的开发也予以更多的重视。本文主要结合农业气象系统的需求和系　

统模式设计等方面，分析软件设计模式在农业气象系统开发中的应用效果。　

关键词：软件设计模式；农业气象系统；系统开发；应用效果　

中图分类号：Ｓ１６５　文献标识码：Ａ　

１农业气象系统的总需求　ｔ　１．１系统功能的需求　近年来，随着我国农业气象事业的发展，业务系统也得到　了发展和完善。并先后建立了农业气象灾害监测预警评估、农　林病虫害气象等级预报、农业气象影响评价、农用天气预报、　

生态气象检测评估、作物产量气象预报、农业气象业务产品制　作，以及农业气象综合数据库应用等８个子系统。但因各阶段　

子系统需求的不同，以及计算机技术的日新月异，总系统缺乏　对子系统更有效的管理规范，造成系统模块相对零散的现象。　

１．２系统开发技术的需求　为了适应社会经济的快速发展，保证农业气象系统的与时俱　

进，在针对农业气象系统的开发运用中，系统开发主要集中在系　统框架、数据库应用和ＧＩＳ应用等方面的开发。利用目前我国所　拥有的计算机开发技术，对农业气象业务系统进行模式设计。　

２系统模式设计　２．１系统模式设计前提及要求　

在农业气象业务中，主要具有：多种数据资源并存、业务　地域性较强、技术革新快、多种模型并存等４种特点。在对农　

业气象业务进行系统模式设计时，应该结合以往农业气象系统　

设计的特点，取其精华去其糟粕，注重软件设计模式的实用性　和集约化模式。在这些特点的基础上，要求系统的设计应该结　合开放式松散耦合框架，具备有独立更新和适应数据变化的能　

力，具备构建适合不同地域系统的能力，同时，还需确保局部　技术变化不影响整个系统运作。　

系统的模式设计，主要有创建型模式、结构型模式和行为　模式等三大类，细分有几十种模式。在农业气象系统中，常用　到的主要有以下几种方法。　

设计和开发嵌入式LINUX车载多媒体控制终端系统

摘要：针对车载多媒体控制终端系统的架构以及SAA7113视频采集电路进行分析，结合LINUX自身特点，搭建了基于嵌入式LINUX的开发环境，同时充分考虑了车载多媒体控制终端的功能需求，结合嵌入式GUI的结构和实现原理，最后以Qt/Embedded为开发工具，实现了车载多媒体控制终端。

关键词：嵌入式 SAA7113 Linux

车载多媒体控制器是机车上完成人机对话、实时监控、多媒体控制和系统信息显示的重要设备，为乘务人员的操作及机车安全运行提供信息的有力保证。特别是在人防、消防、气象等恶劣环境中，车载多媒体控制器更可以方便地为工作人员在车内安全环境下实现视频实时监控和完成相应的操作。因此对开展车载多媒体控制器的研究工作具有很重要实用意义。

1车载多媒体控制器系统架构

车载多媒体控制器系统是采用了高速嵌入式处理器ARM设计技术、视频采集技术、嵌入式Linux操作系统技术和嵌入式QT技术。本系统涉及到的技术有：视频采集、播放、操纵杆控制和触摸屏技术，通过对这些技术的分析和研究，可有效地实现对车载各种器件控制的软件研发。实现此技术关键可选用S3C2440作为系统的处理器，SAA7113芯片选作视频采集。 从发展趋势看，具有高速的处理图像功能和网络（以太网）功能才是今后发展的主流。因此，系统框图可分为MCU，FLASH，SDRAM，SAA7113，JOY等几个模块。

2 SAA7113电路和驱动程序设计

视频解码系列芯很多，但SAA7113是一种一款高集成度视频A/D芯片，很具有代表性，在很多的视频产品中都有使用，其原理和其分视频解码芯片类似。SAA7113的主要功能是把输入的模拟视频信号解码成标准的“VPO”数字信号，类似一种“A/D”转换器件。其控制主要包括：对输入模拟信号的预处理，色度和亮度的控制，输出数据格式及输出图像同步信号的选择控制等。

嵌入式系统应用技术的研究与开发

嵌入式系统是一种电子计算机系统，它是特别设计用于执行特定功能的计算机系统。这种系统常用于控制和监视系统，如智能手机、数字相机、车载音频系统等。为了实现嵌入式系统的工作，需要使用一系列技术和工具来进行开发和应用。本文将探讨嵌入式系统应用技术的研究与开发，包括嵌入式系统基本原理和常用技术，以及嵌入式系统应用开发的方法和工具。

一、嵌入式系统基本原理

嵌入式系统本质上是一个计算机系统，它具有计算、存储、控制和通信等功能。由于嵌入式系统的特殊应用环境，它的体积、功耗、成本和性能等方面都有较高的要求。嵌入式系统通常由下列组成部分组成：

1. 主处理器/控制器

主处理器/控制器是嵌入式系统的核心，负责计算、控制和管理系统的硬件和软件资源。主处理器/控制器的类型和性能直接决定了系统的功能和性能。常见的主处理器/控制器有ARM Cortex系列、Intel x86系列、MIPS系列等。

2. 存储器 存储器用于存储系统程序和数据。由于嵌入式系统的体积和功耗都有限制，因此存储器通常采用闪存、EEPROM、SRAM等低功耗、小体积的型号。

3. 输入/输出设备

输入/输出设备用于与外界进行数据交换，如键盘、鼠标、显示屏、声卡、网卡等。嵌入式系统通常使用专用的输入/输出设备，以满足应用需求和耗能要求。

4. 网络设备

网络设备负责系统与外部网络通信，如以太网卡、无线网卡、蓝牙模块等。网络设备的选择和配置决定了系统的通信速度和稳定性。

二、嵌入式系统常用技术

1. 硬件设计

嵌入式系统的硬件设计主要涉及主处理器/控制器的选择、连通性设计、电源管理等方面。硬件设计的质量和性能直接决定了嵌入式系统的稳定性和能耗水平。

2. 软件开发 嵌入式系统的软件开发主要涉及核心程序设计、驱动程序编写、通信协议实现等方面。软件开发的质量和可靠性直接决定了嵌入式系统功能的实现和应用效果的稳定性。

3. 中间件

嵌入式系统中的硬件设计与嵌入式软件开发

嵌入式系统是一种为特定应用领域设计的计算机系统，它通常用于工业控制、汽车电子、医疗电子、家电控制等领域。嵌入式系统中的硬件设计和嵌入式软件开发是嵌入式系统开发的两个重要方面，本文将从这两个方面对嵌入式系统进行探讨。

一、 嵌入式系统中的硬件设计

嵌入式系统中的硬件设计是指对嵌入式系统中的电路图、原理图、PCB布局等进行设计和调试的过程。嵌入式系统中的硬件设计需要涉及的内容包括：

1. 电路设计：电路设计是嵌入式系统硬件设计的核心，它涉及到各种电子元器件的选择、电路图的设计、模拟仿真、PCB布局等。电路设计的关键是要考虑嵌入式系统的实际工作环境、所需功能等因素，确保电路可靠性和稳定性。

2. PCB设计：PCB设计（Printed Circuit Board，印刷电路板设计）是指将电路设计的原理图转化为可生产的PCB板的布局设计。PCB设计中需要进行线路布局、电源地贯通、干扰抑制等操作，以保证电路板的性能和可靠性。

3. 器件选型：嵌入式系统中需要选用许多电子元器件，包括微控制器、传感器、电源、连接器等。在器件选型时需要考虑器件性能、价格、可获得性等因素，确保系统的性能和稳定性。 嵌入式系统中的硬件设计是一个比较复杂和重要的工作，需要设计人员具有扎实的电子技术知识和多年的实践经验。

二、 嵌入式软件开发

嵌入式软件开发是指在嵌入式系统中实现各种功能的软件开发过程。嵌入式软件开发需要涉及的内容包括：

1. 系统架构设计：系统架构是嵌入式软件开发的关键，它涉及到系统的软硬件接口、系统功能的划分、任务的分配等。系统架构的设计需要结合系统的硬件设计情况和要实现的应用功能，同时需要综合考虑性能、可靠性、安全性等因素。

2. 软件编程：软件编程是嵌入式软件开发的核心，它涉及到基本的编程语言、实时操作系统（RTOS）的使用、调试和优化等。在嵌入式软件开发中最常用的编程语言是C语言和汇编语言，在实时操作系统选择上需要使用嵌入式系统专用的RTOS，如uCOS、FreeRTOS等。