基于GPS/GPRS技術(shù)的CAN總線工程車輛遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

作者：時(shí)間：2013-02-18 來源：網(wǎng)絡(luò)

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隨著工業(yè)現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，工程車輛的種類越來越多，功能越來越強(qiáng)大。工程車輛在工程施工中起著舉足輕重的作用，其作業(yè)條件、作業(yè)狀況復(fù)雜多變，工作環(huán)境惡劣，使故障率大大增加。如何通過各種先進(jìn)技術(shù)對(duì)工程車輛運(yùn)行參數(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控及對(duì)其進(jìn)行科學(xué)地指揮、調(diào)度，是工程車輛行業(yè)的一個(gè)重要的研究課題，具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

本文提出的CAN總線工程車輛遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過車載電子控制裝置ECU的CAN總線獲取車輛運(yùn)行信息，并利用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信手段對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及調(diào)度管理。

工程車輛遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要由控制中心和車載移動(dòng)終端組成。車載終端設(shè)備通過CAN總線接口模塊獲取車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)信息，合并GPS定位信息后將這些信息通過GPRS將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心，控制中心將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并且在屏幕上實(shí)時(shí)地顯示每個(gè)車輛的具體位置以及其它參量信息。同時(shí)控制中心根據(jù)各車輛具體情況下傳相應(yīng)的控制指令，對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制。

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2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以C8051F040為核心模塊，結(jié)合GPS模塊、GPRS通訊模塊、CAN總線模塊、存儲(chǔ)模塊以及電源模塊等實(shí)現(xiàn)對(duì)工程車輛運(yùn)行過程狀態(tài)的監(jiān)控、顯示、記錄和報(bào)警，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

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2.1 單片機(jī)模塊

本系統(tǒng)選用新華龍公司的C8051F040單片機(jī)作為核心控制單元，該芯片具有與MCS-51完全兼容的指令內(nèi)核，采用流水線處理技術(shù)，提高了指令執(zhí)行效率；集成JTAG，支持在線編程；采用低電壓供電(2.7～3.6 V)，因?yàn)楣こ誊囕v車載電源為24V，必須經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊才能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)各模塊所需的電壓。具備多種總線接口，兩個(gè)UART口可實(shí)現(xiàn)全雙工通信，通信波特率可分別設(shè)定，可分別用于GPS信號(hào)的接收和GPRS通訊交互。

此外，它內(nèi)部集成的CAN控制器，符合CAN2.0B協(xié)議，帶有32個(gè)消息對(duì)象，每個(gè)消息對(duì)象有獨(dú)立的地址，可以配置為發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，工作位速率可達(dá)1Mpbs。CAN總線控制器用于和工程車輛的ECU通訊，獲取車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。可見，選用該芯片可充分應(yīng)用已有的功能，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)。

2.2 GPS定位模塊

工程車輛遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用GS-87作為GPS模塊，它是一個(gè)高效能、低功耗的智能型衛(wèi)星接收模塊。GS-87工作電壓為3.3V，可以直接與單片機(jī)連接進(jìn)行串口通訊；GS-87遵循NMEA_0183標(biāo)準(zhǔn)，定位精度可達(dá)10m以內(nèi)，可以滿足對(duì)車輛的定位要求。單片機(jī)通過串口與GS-87相連，通過編程對(duì)GPS接收到的信息進(jìn)行處理，提取出用戶所需的信息與監(jiān)控中心通信以及存入外擴(kuò)存儲(chǔ)器模塊。

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