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基于計算機軟硬件技術實現移動車輛跟蹤系統的應用方案

電子設計 ? 來源:微型機與應用 ? 作者:蔡曉君 ? 2021-04-13 10:59 ? 次閱讀

移動車輛跟蹤系統是指將先進的通信技術、自動控制技術和計算機技術等綜合地應用于管理系統,從而建立一種全方位的實時、準確、高效的綜合管理和控制系統。該系統可以監控車輛的運行軌跡和狀態,且調試方便,經濟效益和社會效益明顯,可廣泛應用于特殊車輛,如長途客運車、銀行運鈔車、公安車輛以及公交智能交通管理等領域。

1 系統設計方案和通信協議

1.1 系統設計方案

移動車輛跟蹤系統主要由車載移動終端、監控站和控制中心等部分組成,如圖1所示。車載移動終端主要負責采集車輛數據,即車輛運行狀況,同時接收來自控制中心的命令;利用無線傳輸網絡作為數據傳輸的載體,監控點采集數據,并將信息送至控制中心。監控中心是管理系統的核心,通過軌跡可以顯示車輛所在的直觀位置,對移動車輛實施監控。

基于計算機軟硬件技術實現移動車輛跟蹤系統的應用方案

1.2 通信原理

無線通信是指車載移動終端與監測點之間的通信,它是整個設計的樞紐。運行車輛的車況信息是不斷變化的,要使控制中心能夠及時了解車輛的行駛狀況,車載移動終端要能把車況信息數據發送給相應的監測點,通過監測點間的通信傳遞給控制中心。通信時,監測點區分不同的車輛,運行車輛要進行編號。此外,由于發送和接收共用同一物理信道,當有多輛運行車到達同一監測點時,要防止車輛的通信競爭。

當系統運行時,監測點上的微處理器設置無線模塊上的頻率合成器,分時切換成三種不同的頻率,監測點循環檢測通信口是否有信息接收或發送。信息的類型分為定位碼、應答指令和控制指令。定位碼包括車輛的編號及車輛的運行狀態信息。應答指令分為定位應答碼和控制應答碼,如果信息成功發送至對方監測點,對方監測點則發送應答碼,表明數據已收到,否則發送端重新發送信息。控制指令是由控制中心對監控車輛下達的調度指令。通信原理如圖2所示。

2 系統的硬件設計

2.1 車載移動終端

車載移動終端定時發送信號,不需要等待接收監測點發送應答信號便可發送下一信息。車載移動終端電路原理圖如圖3所示。車載終端以8051單片機為核心,其主要完成信號的處理及發送,LED數碼管用于顯示移動車輛運行的速度及公里數。

2.2 監測點

監測點對接收到的移動車輛的信號給予分析、判斷,然后通過無線信號發送至下一監測點,直至信號傳送至控制中心。在一定時間間隔內,監測點的頻率合成器自動調頻到監測點聯網的頻率,完成與臨近監測點的信息交換。同時,監測點接收控制中心發送的控制指令。圖4為監測點的電路原理圖。

3 系統的軟件設計

系統的軟件主要包括兩部分:(1)數據采集及無線傳輸,主要是以8051單片機為核心進行程序設計,可分為車載移動終端與監測點的通信以及監測點間的通信。(2)監控中心管理軟件的設計。監控中心數據管理界面采用VB6.0編程,程序基于Keil開發平臺采用C語言編寫。這樣可以縮短開發周期,降低開發成本,使程序易于調試和維護,可靠性高,可讀性和可移植性好。

3.1 數據傳輸的軟件實現

數據傳輸是系統軟件設計的核心部分。程序初始化包括串口和定時器的初始化。串口初始化將8051單片機的串口設置為工作方式1,即8 bit數據位和1 bit停止位。定時器選用定時器0的工作方式1,即選用16 bit定時器,晶振頻率為12 MHz,定時器0初值分別為TH0=0xEC,TL0=0x78。

初始化后,接收端循環檢測串口電位的變化。當檢測到串口電平由低電位變成高電位,則可能有信號輸入。為了確保串口輸入的不是干擾信號,當檢測到串口有電位跳變時,延長100個脈沖(每個脈沖為1 ms)后,對輸入信號再次進行檢測,若仍為高電平,則表示有數據輸入,而不是受外界干擾。串口檢測到低電位后,經過15個脈沖后,對輸入信號再次檢測,若仍為低電平,則確認這是“起始位”,有數據輸入,開始接收數據。接收完8 bit數據位后,串口若收到停止位,則將數據位送入數據寄存器中,并通過LED數碼管顯示,否則接收數據錯誤,丟棄數據。

3.2 PC串口通信程序設計

控制平臺的程序是在Visual Basic環境下開發的,MSCOMM控件具有功能完善的串口數據發送和接收功能以及良好的人機界面。MSCOMM提供了查詢法和事件驅動(Event-driven)法兩種處理通信問題的方法。查詢方式通過檢查CommEvent屬性的值來查詢事件和錯誤;事件驅動方式是利用MSCOMM控件發OnComm事件捕獲串口通信錯誤或事件,并在OnComm事件中編寫程序進行相應處理,這種方法響應及時、可靠性高。在本系統中使用的是通過事件驅動方法來實現串口通信的。當MSCOMM收到數據時,便觸發OnComm事件。

移動車輛跟蹤系統采用了先進的計算機軟硬件技術,設計制作了低成本的信息化車輛管理系統,發揮了無線通信網絡數據傳輸的優點,提高了系統的性價比。本系統主要圍繞車輛管理的具體情況進行精心設計,從而確保了系統的先進性、靈活性和擴展性,既能滿足車輛管理系統長期發展的需要,又能適應信息技術的快速發展,具有較高的經濟性和實用性。

責任編輯:gt

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