《基于MTK平台核心板的智能巡检仪研发.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于MTK平台核心板的智能巡检仪研发.docx（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、基于MTK平台核心板的智能巡检仪研发摘 要：文中提出一种新的基于MTK手机平台的手持设备设计方案。硬件采用核心板加外部扩展的形式，以MTK手机平台为主体，扩展LCD、传感器、射频模块等为外设的方式实现。巡检仪核心板的CPU为MT6572 ，外扩RFID模块采用 NRF24LE1、MFRC522芯片，通过核心板预留的UART和SPI接口将外设数据送入核心板进行处理。文中详细阐述了基于核心板的整机设计思路，介绍了安卓系统的SPI驱动程序设计步骤，该设计方案既利用了先进的手机平台，又降低了开发难度，适合未掌握手机设计技术的行业用户，打破了行业壁垒，具有很高的推广价值。关键词：MTK；核心板；RFID
2、；Andriod中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）10-00-020 引 言台湾联发科技股份有限公司（MTK）提供的完整的手机、平板产品解决方案在国内市场占有率很高【1】。MTK相比高通平台准入门槛低，拥有更大的用户群体，更多的开放资料可供参考。MTK chipsets高集成套片方案和turnkey交钥匙;政策使得手机及相关二次开发的工作量大大降低，使MTK平台在除手机以外的专业领域中应用成为可能。目前，移动智能设备的开发往往侧重于特定的应用领域，如车载平台、射频识别、智能网关等【2】。在某一领域，这些设备往往功能相近、硬件系统相似，如果将处理
3、器、射频模块、存储器、通信模块、电源管理等底层通用的模块集成在一起，封装成一个大的芯片;，并将常用接口引出，则整机的设计工作将大大简化，而这个大芯片我们称其为核心板;。平台核心板实物图如图1所示。将核心板作为一个独立模块分离出来，用户只需要添加显示屏、按键、传感器等外设，利用核心板搭载的安卓智能操作系统接上电池就能工作，这种核心板+外设扩展;搭积木式的设计模式不仅降低了硬件的开发难度，还提高了整机的稳定性和可维护性。1 巡检仪设计方案1.1 核心板选型某煤矿安全管理项目需要开发一款手持巡检记录仪，要求具有三违;现场取证、下井作业人员识别卡检测、巡更轨迹信息记录、井下设备资产管理、蓝牙通信、Wi
4、Fi语音通话、图片视频采集及无线传输功能【3】。根据上述功能需求，本文采取核心板+外设扩展;的思路来实现。本设计采用MTK手机平台、MT6572处理器及苏州煜瑛微电子公司生产的YYW-M-6572型核心板，该产品具有集成度高、功能完善、体积小、功耗低的优点。核心板主要由MT6627 WiFi/GPS/BT/FM四合一通信芯片、MT6572 CPU、MT6166 RF Transceiver射频模块、MT6323电源管理芯片、AW3210充电管理芯片、SKY77590功放芯片、存储芯片构成。其功能模块示意图如图2所示，有GPIO、UART、SPI、I2C、USB等常用接口，且具有WiFi、蓝牙、
5、GSM等常用通信模块，具有很强的可扩展性。巡检记录仪的外设扩展部分除了可进行通用的LCD及电容触摸屏CTP、5M自动对焦摄像头等基础外设扩展，还可针对井下设备资产管理和人员身份识别而采用非接触式的RFID自动射频识别技术，分别采用了2.4 GHz NORDIC nRF24LE1芯片和13.56 MHz NXP MFRC522射频芯片【4】。1.2 扩展外设选型2.4 G无线传输模式在无遮挡的环境下，识别距离大约为几十米，能满足设备信息动态管理的要求。读卡芯片采用NRF24LE1芯片，对应的射频卡为有源卡，内部也采用NRF24LE1芯片，由纽扣电池供电。由于芯片内置高速单片机，数据接收发送程序固
6、化在芯片内部，采用UART接口接收上位机指令，读卡器能对射频卡进行读写操作【5】。人员识别采用13.56 MHz的短距离射频识别。卡片为采用无线感应方式供电的无源卡，兼容ISO/IEC14443A及MIFARE协议，价格低廉，应用广泛。读卡芯片采用NXP公司生产的MFRC522芯片，具有低电压、低功耗、小尺寸、低成本等优点，兼容ISO/IEC14443A及MIFARE模式。采用SPI接口与上位机通信【6】。巡检仪整机设计方案图如图3所示。2 软件设计MTK提供的Turn key Solution模式将芯片与手机开发所需的软件平台乃至第三方软件捆绑销售，提供了较健全的多媒体平台解决方案。MTK源
7、代码由核心板供应商提供，目前推荐使用Ubuntu 10.04搭建MTK android编译环境。安卓智能手机客户端应用程序是用Java作为编程语言，通过Eclipse创建开发，使用Java开发包JDK及安卓ADT进行软件开发和调试。软件开发的主要工作是调试UART和SPI接口的驱动程序。下面分四步简单介绍SPI驱动开发及应用测试步骤：在SPI驱动中，有两个重要的结构，分别为spi_device与spi_driver。Spi_device板信息用spi_board_info结构体来描述，它描述了SPI外设（RC522模块）使用的主机控制器序号、片选信号、数据比特率、传输方式等。因此要先填充str
8、uctspi_board_info这个结构体。注册SPI设备与驱动，通过SPI总线实现数据读写。这里注册一个混合设备：misc_register（&rc522_misc_device）；在read，write操作里都会调用到WriteRawRC（unsigned char Address，unsigned char value）函数，在这个函数里才真正实现了通过SPI对RC522寄存器的读写操作。3 添加定时器为了节省CPU资源，需要添加一个定时器，每隔一定的时间读卡一次。把pi_register_driver（&rc522_driver）和misc_register（&
9、;rc522_misc_device）放进rfid_rc522_init（）函数即可进行编译调试。编译rc522驱动程序，并通过adb usb把生成的rfid_rc522.ko copy到/system目录下，然后insmodrfid_rc522.ko，这样驱动就以模块的形式加载进了内核系统。加载成功后，在/dev目录下就会有rfid_rc522_dev目录。4 应用程序测试驱动中的write函数为rc522_write（struct file *filp，const char *buf，size_tcount，loff_t*f_pos）；用户空间的应用程序write函数为write（rc52
10、2_fd，bufpw1，sizeof（bufpw1）；应用程序中的write函数通过调用操作系统中的核心函数sys_write（unsigned int fd，const char * buf，size_tcount）来实现二者的联系，而sys_write（）函数又对驱动中的rc522_write（）进行了封装。5 结 语本文介绍了一种基于核心板的快速产品开发方案，使用MTK平台核心板运行Andriod 4.4.2操作系统。充分利用了手机平台的高可靠性、电源管理的智能性，使得产品的设计周期缩短，可靠性增强。用户只需要在手机系统的架构上做调整，专注软件设计而不必担心硬件的可行性。这为各专业领域移
11、动智能设备的开发提供了新思路，特别适用于需要通信功能的手机平台，同时也为掌握手机设计技术的行业用户打破了行业技术壁垒，可以充分利用市场上成熟的手机生产供应链，具有较高的推广价值。参考文献【1】罗倩倩，李正鹏.基于MTK平台的智能手机的设计.湖南农机（学术版），2013，40（11）：152-153.【2】王忠.一种基于2.4GHz射频卡和煤矿巷道布置图的井下避险导航方法.现代电子技术，2015，38（7）：50-51.【3】黄晓沛，白恩健，邓美琛，等.基于Android智能终端的环境监测系统设计.信息通信，2014（8）：40-41.【4】陈，陈平华，李文亮.Android内核分析.现代计算机
12、（专业版），2009（11）：112-115.【5】李秀丽.智能家居系统中手持终端的软件设计与实现.南京：南京邮电大学，2012.【6】李正鹏，罗倩倩.基于MTK平台的RFID射频手持设备的设计.湖北文理学院学报2010，31（2）：42-45.【7】黄成云，卢选民，李戈.基于Android的智能家居控制软件设计与实现.计算机与现代化，2014（11）：102-105.荐红梅.基于硬件构件的嵌入式底层软件开发方法研究及其应用.苏州：苏州大学，2008.郭岱洁，张洪欣，刘振.基于Android温度传感器驱动程序设计.滨州学院学报，2013，29（3）：82-86.南忠良，卢修竹，王义忠，等.基于MFRC500的RFID射频读写器设计.自动化仪表，2007，28（9）：21-24.王颖，陈梁洁，丁孟飞.基于GPRS的智能家居环境监测控制系统设计.电子制作，2013（24）：32.