基于PC/104的实时姿态数据采集系统的设计

$ AABBB,ddd ……………………ddd,*hh<CR><LF>

其各字段定义如下：

$：起始语句头；

AA：对话设备识别符；

BBB：语句名；

，：域分隔符；

ddd…ddd：发送的数据内容；

*：校验和符号；

hh：校验和；

<CR><LF>：终止符（回车、换行）。

    2．倾角传感器输出格式分析[8]：倾角传感器数据包为6字节的定长数据包，数据格式如表1所示。数据头字节和最后的校验和字节用于通信同步，实际格式为ASCII码。具体定义如下：

         表1：倾角传感器数据包格式
   

    3．USB接口操作：在对USB进行操作的时候，必须要利用WinDDK将设备驱动程序进行编译，主要步骤为：得到设备的厂家标识和产品标识，利用驱动程序的GUID值获取设备的文件名, 用 CreateFile 函数打开设备，接着利用设备文件名和驱动程序里面的 Pipe 名打开 Pipe, 访问这个 Pipe 对应的 USB 端点，利用CreateFile 得到的设备句柄，从而通过 DeviceIoControl 函数实现设备规定的动作。需要注意的是厂家标识、产品标识和GUID值在驱动程序的“*.inf”文件里面就可找到，如果没有，则需要联系设备生产厂家了；Pipe 名和DeviceIoControl函数的参数需要参考驱动程序资料才能找到。

相关代码如下：

HANDLE hPipe = OpenDevPipe("Pipe1"); //驱动程序里面的 Pipe 名, 对应访问某个端点的 I/O,需要与驱动一致

if(hPipe != INVALID_HANDLE_VALUE) //打开 Pipe 成功

 {

   WriteFile(hPipe, Buffer, BytesToWrite, &nBytesWritten, NULL); //把 Buffer 里面的字节写入 hPipe

   CloseHandle(hPipe);

 }

//使用 DeviceIoControl 访问 USB 设备

HANDLE hDevice = OpenDevice();

if(hDevice != INVALID_HANDLE_VALUE) //打开设备成功

 {

  if(DeviceIoControl(hDevice, IOCTL_READ_xxxx, &IOBlock, sizeof(IOBLOCK), &c, 1, &nBytes, NULL))

{   //操作成功，

 }

   CloseHandle(hDevice);

}

4 结束语

    在系统设计中，以PC/104嵌入式计算机模块为核心，构建了由GPS接收机、无线数传设备、倾角传感器等设备组成的实时姿态数据采集系统，试验表明，系统能够实时、稳定、连续地提供固定站和流动站的姿态信息、定位信息以及两者的相对位置信息，从而能更好地掌握试验设备载体的运动状态，为得到精确的试验结论提供保障。

    本文主要创新点在于以PC/104嵌入式计算机模块为核心，构建由GPS接收机、无线数传设备、倾角传感器等设备组成的实时姿态数据采集系统，分析了软件设计的难点及实现方法。在工程实践上具有实际意义。

参考文献：
[1] 王惠南.GPS导航原理与应用[M].科学出版社，2003.8
[2] 彭树生. 3mm接收机的PC104数据采集与控制电路设计[M].微计算机信息（测控仪表自动化），2003.NO.11 P.36-38
[3] 刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].科学出版社，2003.8
[4] 范逸之等.C++ Builder与RS-232串行通信控制[M].清华大学出版社，2002.6
[5] 陈灿煌.C++ Builder 6彻底研究[M].中国铁道出版社，2003.1
[6] Beeline GPS Receiver User’s Mannual[S].Novatel Company.
[7] Garmin25 LP GPS Receiver User’s Mannual[S].Novatel Company.
[8] CXTILT02E_02EC User’s Mannual[S].CrossBow Technology,INC
[9] Jeffrey S, Yoaz B et al. Micro GPS: On-Orbit demonstration of a new approach to GPS for space applications[J]. Navigation, ION, 2000, 47(2)