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基于Cortex-M3的車輛通訊監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者:李旭東 時(shí)間:2014-02-26 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/233870.htm

  安裝在挖掘機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端,將嵌入式、現(xiàn)場(chǎng)總線分布式控制與 GPS 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用于履帶式液壓挖掘機(jī)。由于履帶式液壓挖掘機(jī)售價(jià)額昂貴,在銷售過程中主要采取按揭、分期或融資租賃的銷售方式,這種銷售方式有較多銷售風(fēng)險(xiǎn),廠家缺乏強(qiáng)制手段,不能有效控制還貸風(fēng)險(xiǎn)。采用了嵌入式、GPS和GSM等技術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是利用技術(shù)手段來控制這種風(fēng)險(xiǎn)的有效措施之一。

  另一方面,終端實(shí)時(shí)采集車輛數(shù)據(jù),以無線通訊形式傳輸數(shù)據(jù),公司售后服務(wù)人員可以通過Internet 隨時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)挖掘機(jī)的工作狀態(tài),為技術(shù)人員提供了車輛在使用過程中的車輛監(jiān)控、車輛運(yùn)行管理 、車輛健康管理(實(shí)時(shí)報(bào)告)、機(jī)械維護(hù)和服務(wù)管理、通知服務(wù)、機(jī)械融資管理自動(dòng)化支持等各類功能,提高了企業(yè)的信息化管理水平和監(jiān)督能力。

  1 車輛現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端與服務(wù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

  1.1 總體結(jié)構(gòu)

  工程機(jī)械車輛現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端與服務(wù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)(如圖1 所示),

其控制原理是利用車載硬件終端PL-LRC,實(shí)時(shí)精確采集車輛各傳感器工作數(shù)據(jù)、GPS 定位數(shù)據(jù)等,按照設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議,通過商業(yè)GSM通訊網(wǎng)絡(luò),將車輛信息以短信形式發(fā)送到生產(chǎn)廠家服務(wù)器上,存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中[1] 。利用數(shù)據(jù)信息,可以定期形成相關(guān)的數(shù)據(jù)分析報(bào)告,管理員或用戶也可在任意一臺(tái)接入因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上使用 IE 瀏覽器,獲得大量的車輛位置信息和工作數(shù)據(jù),并根據(jù)這些數(shù)據(jù),對(duì)運(yùn)行中的車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、診斷和維護(hù)。

  1.2 PL-LRC車載硬件終端設(shè)計(jì)

  需要開發(fā)的PL-LRC車載硬件監(jiān)控終端包括硬件開發(fā)和軟件開發(fā),以及測(cè)試。硬件系統(tǒng)的工作原理如圖2所示。

  PL-LRC車載硬件監(jiān)控終端由微控制器模塊、無線通信與定位模塊、電源控制模塊、CAN總線接口模塊等部分組成。本文主要介紹監(jiān)控終端的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。

  2 硬件設(shè)計(jì)

  車載終端硬件主要由控制模塊 內(nèi)核處理器、GPS模塊、存儲(chǔ)模塊、CAN收發(fā)器、JTAG模塊和電源模塊等組成[2] ,車載終端硬件設(shè)計(jì)框圖如圖3所示。

  控制模塊采用STM32 系列具有性能高、成本低廉、功耗低的特點(diǎn),是針對(duì)嵌入式應(yīng)用 ARM 內(nèi)核而設(shè)計(jì)的,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用STM32F103RBT6,其中增強(qiáng)型的是同類中性能最高的,時(shí)鐘頻率達(dá)到 72MHz,通信接口有 2個(gè)I2C接口、3個(gè)UART接口、USB2.0接口、2個(gè)SPI接口、CAN接口設(shè)計(jì)用于手持和通用嵌入式系統(tǒng),支持基于JTAG的系統(tǒng)調(diào)試,完全能滿足車載終端的系統(tǒng)需求[3-4]  。

  無線通信與定位模塊的工作環(huán)境嚴(yán)酷,工作要求嚴(yán)苛,工作室震動(dòng)、沖擊強(qiáng)烈,電磁環(huán)境惡劣,可靠性要求極高,本設(shè)計(jì)對(duì)這些要求給以特別關(guān)注,在設(shè)計(jì)時(shí)采用了Telit公司的GM862-GPS模塊。

  該模塊是Telit產(chǎn)品中最先進(jìn)的型號(hào),是典型的功能卓越的M2M通信模塊。產(chǎn)品采用加固/耐用設(shè)計(jì),工業(yè)級(jí)寬溫,內(nèi)建SIM卡插槽,MMCX RF接口,干擾監(jiān)測(cè),內(nèi)嵌TCP/IP(含TCP/IP、UDP、FTP、SMTP協(xié)議)協(xié)議棧,自動(dòng)掃描頻段(無SIM卡),集成20通道、高靈敏度SiRFstarIII GPS接收器,具有850/ 900/1800/1900 MHz 四波段GSM/GPRS調(diào)制解調(diào), SIM卡訪問控制(SAP)及內(nèi)置Python1.5.2+解釋。GM862-GPS同時(shí)支持IIC和SPI接口,可直接擴(kuò)展外部部件,如傳感器、攝像頭、顯示器等[5] 。

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