.目 錄1.引言12.系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)22.1車輛監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)22.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體框架23.電路硬件設(shè)計(jì)43.1 STC12C5A60S2單片機(jī)43.2 GPS模塊43.3 短消息模塊63.4硬件的總體電路設(shè)計(jì)74.軟件設(shè)計(jì)74.1開發(fā)環(huán)境74.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)84.3系統(tǒng)各模塊子程序的流程設(shè)計(jì)95. 設(shè)計(jì)測(cè)試與分析116.結(jié)語15參考文獻(xiàn)16.基于GPS和GSM定位車輛短信追蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:黃 玥 指導(dǎo)教師：紀(jì)辛然 宋子曄摘要：GPS定位系統(tǒng)起初的研究的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檐娛骂I(lǐng)域，但是在社會(huì)快速發(fā)展和人們的生活水平得到了較大改觀的情況下，使用汽車的人數(shù)在不斷的增長。而且，定位技術(shù)的快速發(fā)展，在民用領(lǐng)域得到了很大發(fā)展，GPS定位技術(shù)逐步的應(yīng)用到交通管理和車輛監(jiān)控就是一種可以實(shí)現(xiàn)精度高、高效的監(jiān)控，以及存在著很多的功能的系統(tǒng)，是一種現(xiàn)代化的高科技產(chǎn)品。而除了可以識(shí)別出很多人的語音信息之外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和進(jìn)行短消息發(fā)送的業(yè)務(wù)中取得了很好的成效，有效地對(duì)信息進(jìn)行控制和定位，為這種高科技產(chǎn)品的使用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在民用領(lǐng)域進(jìn)行推廣和使用提供了有效地保障。因此，和等兩種技術(shù)構(gòu)成的產(chǎn)物，可以對(duì)移動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) GPS模塊 短消息模塊1.引言 伴隨著我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、城市化的進(jìn)程極具加快、人們物質(zhì)生活和汽車工業(yè)生產(chǎn)力的不斷提高，作為我國國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的交通運(yùn)輸業(yè)得到了快速的發(fā)展，汽車早已逐步進(jìn)入千家萬戶。隨著汽車保有量的數(shù)量急劇增多和交通事業(yè)的快速發(fā)展，而且面臨著很大的運(yùn)輸壓力，交通的道路變得越來越擁擠，與此同時(shí)交通事故不斷發(fā)生，十分嚴(yán)重的影響了人們的生活和出行。在此期間，許多和汽車有關(guān)的行業(yè)就開始迅猛發(fā)展。例如，公交車，出租車，醫(yī)院急救車，旅游客運(yùn)等行業(yè)中所轄車輛就在不斷增加，這些車輛慢慢出現(xiàn)了一些無法應(yīng)對(duì)的問題。另外，有不少的行業(yè)對(duì)于安全工作提出了新的規(guī)定，如運(yùn)鈔車，以及貨車等以及夜間往偏遠(yuǎn)地方出行的出租車等等。怎樣科學(xué)有效的管理并控制車輛，對(duì)車輛進(jìn)行合理的安排，提高車輛利用率并保證車輛行駛安全，已成為大眾和國家所關(guān)注的焦點(diǎn)問題。 基于以上的問題，車輛監(jiān)控系統(tǒng)的研究與發(fā)展也就越來越受到人們的關(guān)注和重視。車輛監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)會(huì)在車輛管理、交通運(yùn)輸和監(jiān)控中起到很重要的作用。近幾年來，由于GPS技術(shù)的發(fā)展，使車輛的實(shí)時(shí)定位變得簡(jiǎn)單，期間無線通信技術(shù)也飛快進(jìn)展，因此以全球定位技術(shù)為前提的交通監(jiān)控和管理成為可能，依靠其高效率、高精度的優(yōu)點(diǎn)，已被非常多的人所關(guān)注和認(rèn)識(shí)，隨著GPS入網(wǎng)費(fèi)用的降低，因此這一技術(shù)也越來越受到廠商的青睞，逐漸在各個(gè)領(lǐng)域之中得以應(yīng)用。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用GPS定位模塊、單片機(jī)處理和短消息發(fā)送模塊，用GPS網(wǎng)絡(luò)作為傳輸途徑，模擬并跟蹤對(duì)車輛數(shù)據(jù)的傳輸和采集。基本內(nèi)容如下：此系統(tǒng)主要由空間GPS衛(wèi)星星座。地面控制GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備端GPS信號(hào)接收模塊三個(gè)模塊組成。GPS衛(wèi)星及其星座由21顆工作衛(wèi)星與3顆備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星群，記作（21+3）GPS星群。監(jiān)控處所使用的設(shè)備主要為：前端接入裝置、監(jiān)控裝置、數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)終端裝置。.2.系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本文說明的基本硬件方法是通過系統(tǒng)模塊、移動(dòng)模塊和的地理模塊；軟件方面是通過每個(gè)分支實(shí)現(xiàn)的不同功能模塊，軟件部分則是通過程序語句來溝通配合各個(gè)模塊的不同功能并完成整體功能。 2.1車輛監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)2.1.1 GPS定位技術(shù)該系統(tǒng)是伴隨現(xiàn)代高科技產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生的的一個(gè)無誤差、不間斷和范圍廣的電子追蹤跟蹤、定位的多功能系統(tǒng)。GPS網(wǎng)絡(luò)大體由三部分構(gòu)成，通過GPS衛(wèi)星部分構(gòu)成的太空整體、由大量陸地站構(gòu)成的控制部件和接受器件為主要驅(qū)動(dòng)的用戶設(shè)備，其主要可以實(shí)現(xiàn)以下的功能：空間方面：衛(wèi)星星座主要存在著以下的參數(shù)，24個(gè)衛(wèi)星，55度軌道的傾角，6個(gè)衛(wèi)星軌道面，4顆衛(wèi)星定位于每個(gè)軌道面上，的衛(wèi)星的高度，衛(wèi)星星座的運(yùn)行周期為11小時(shí)分，載波頻率。在任何的地區(qū)和方位，都可以觀測(cè)到四棵衛(wèi)星，而且定位的精度準(zhǔn)確。地面控制部分：主要功能是需要對(duì)全球定位系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并測(cè)量每顆衛(wèi)星的位置，并以電文的手段發(fā)送給衛(wèi)星，然后由衛(wèi)星把取得地信息發(fā)送給用戶，這就是衛(wèi)星提供的信息。從整個(gè)控制部分可以得出：主控站1個(gè)、監(jiān)控站5個(gè)和注入站3個(gè)。其中，主控站負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控站發(fā)出的信息進(jìn)行收集，計(jì)算出各種軌道的參數(shù)，并把這些信息轉(zhuǎn)發(fā)給衛(wèi)星。監(jiān)控站中配有P碼接收機(jī)和精密時(shí)鐘等裝置，對(duì)于來自于衛(wèi)星地信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且在每過十五分鐘把取得地信息發(fā)送給相應(yīng)的監(jiān)測(cè)部門。2.1.2 GSM的移動(dòng)通信技術(shù)該系統(tǒng)的制定是按照歐洲提出的通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的技術(shù)規(guī)范和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的，是一種基于開放的結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的一種全新的系統(tǒng)。因?yàn)樵撓到y(tǒng)是國家通過投資而建設(shè)的公眾網(wǎng)絡(luò)，是的運(yùn)作最為穩(wěn)定，覆蓋范圍最大，而且是最有發(fā)展?jié)摿Φ脑捯粝到y(tǒng)，可識(shí)別身份和進(jìn)行保密工作，以便減少不必要的障礙。對(duì)比常規(guī)的通信網(wǎng)絡(luò)，800M集群無線通訊網(wǎng)的使用性能較好，而且通信范圍較廣，而且其開發(fā)價(jià)格經(jīng)濟(jì)和實(shí)惠，可以在很多的地方進(jìn)行推廣和使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息資源的共享，減少不必要地重復(fù)的建設(shè)和投資。系統(tǒng)除了可以提供相應(yīng)的語音服務(wù)以外，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，和短消息處理等。在體系結(jié)構(gòu)中，存在著通信管理層()，的主要職能為：以用戶的需求為基礎(chǔ)，在用戶保持聯(lián)系之間，對(duì)相關(guān)信息和信號(hào)進(jìn)行處理。如短消息處理即為層的新功能。系統(tǒng)的話音的傳輸，都是基于一定的管理規(guī)則進(jìn)行的，而短消息是則明顯提出不處理端對(duì)端的業(yè)務(wù)。系統(tǒng)主要通信信道有：話音信道和控制信道，短消息則是利用后者轉(zhuǎn)化而來的。的短消息是由信令信道進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)?，其為通信網(wǎng)所擁有。可以在沒有進(jìn)行撥號(hào)的情況下，構(gòu)建相應(yīng)的連接，并把信息和地址傳輸于短消息中心，再通過它把最終取得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到信宿。短消息功能用于車輛監(jiān)控的最大好處就是易于監(jiān)控，且成本較低。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體框架2.2.1系統(tǒng)方案的構(gòu)想系統(tǒng)的綜合結(jié)構(gòu)決定了最后系統(tǒng)的整體功能，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅要對(duì)汽車位置，狀態(tài)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存同和也要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，因此，系統(tǒng)的大體結(jié)構(gòu)可以為單片機(jī)模塊、GPS、短信模塊、A/D轉(zhuǎn)塊等幾大部分。通過單片機(jī)程序把單片機(jī)模塊和GPS、短信模塊整合起來同時(shí)實(shí)現(xiàn)車輛位置（經(jīng)度、緯度）等數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。2.2.2系統(tǒng)方案的框架相比較與世界上的一些發(fā)達(dá)國家，我國對(duì)GPS車輛監(jiān)控的整體研究才剛剛開始，九十年代時(shí)大陸之后很少高校、研究所和一些公司在進(jìn)行該方面的研究。隨著車輛位置實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的廣泛推廣，市場(chǎng)對(duì)本設(shè)計(jì)的需求也越來越大。之后會(huì)有越來越多的公司來參與這學(xué)方面的研究，取得成功也是日益增多。車輛監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成：車輛監(jiān)控包含衛(wèi)星子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、車載移動(dòng)終端子系統(tǒng)與中心監(jiān)控子系統(tǒng)。 (1)衛(wèi)星 衛(wèi)星一直不停地傳送位置信息，通過子系統(tǒng)接收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并且生成位置數(shù)據(jù)。例如具體地點(diǎn)和實(shí)時(shí)速度等。 (2)通信網(wǎng)絡(luò) 汽車中的移動(dòng)發(fā)射端與監(jiān)控大廳所傳送的資訊，都是通過的短信息保存功能傳送的，現(xiàn)實(shí)生活中短信息應(yīng)該結(jié)合車載傳送終端的作用，專門傳送到監(jiān)控部門。 (3)車輛移動(dòng)終端 車載發(fā)射端是由GPS接收、GPS采集模塊組成、主控模塊、串行通信的擴(kuò)展分支，CPU核心控制分支和OLEM成型分支以及大量外圍模塊所組成的，每個(gè)模塊交互通過串行通信口連接。能夠?qū)崟r(shí)接受GPS星群發(fā)射位置信號(hào)，解碼并對(duì)短消息進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，向監(jiān)控機(jī)構(gòu)利用短消息，直接地傳送被監(jiān)控車輛的實(shí)時(shí)定位與時(shí)間資料，并能在控制中心顯示實(shí)時(shí)位置與速度，并能通過短信接受監(jiān)控中心的控制指令。(4)監(jiān)控中心 監(jiān)控終端通過總控計(jì)算機(jī)和GSM通訊模塊組成，它們通過串行通信數(shù)據(jù)通信，大體功能是對(duì)車輛的跟蹤、監(jiān)控與定位、運(yùn)營監(jiān)測(cè)、監(jiān)控管理、信息處理和外界數(shù)據(jù)接口；利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和車輛終端系統(tǒng)完成即時(shí)通訊；實(shí)現(xiàn)對(duì)異樣目標(biāo)的實(shí)時(shí)跟蹤功能，同時(shí)在電子地圖中隨時(shí)展現(xiàn)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；進(jìn)行電子地圖庫的匯編；利用局域網(wǎng)與應(yīng)用平臺(tái)完成最后的系統(tǒng)整體輸出。 監(jiān)控終端利用GSM通信模塊以及配套的程序接入GSM網(wǎng)絡(luò)模塊的短信中心和在駕駛中的車輛執(zhí)行即時(shí)定位傳送和管控標(biāo)準(zhǔn)傳送，最后實(shí)現(xiàn)在電子地圖中精準(zhǔn)顯示定位。此次畢業(yè)論文的主要設(shè)計(jì)工作與功能就是通過GPS定位模塊完成對(duì)車輛的跟蹤并利用GSM的短信業(yè)務(wù)把采集信息傳送到地面控制終端。這其中包括硬件之間的配合和軟件的同意調(diào)度。車載處理模塊不與其他模塊相互配合，為日后的改進(jìn)留下無限可能?？刂颇K負(fù)責(zé)綜合控制數(shù)據(jù)；串行口通信擴(kuò)展分支負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通道分配及傳遞；GPS采集分支的作用是自動(dòng)接受實(shí)時(shí)定位信息；短信分支進(jìn)行定位信息的確認(rèn)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。監(jiān)測(cè)中心GSM模塊單片機(jī)（STC12C5628AD）串行擴(kuò)展口（CD4052）GPS接收模塊S 圖1 總體結(jié)構(gòu)圖. 3.電路硬件設(shè)計(jì)3.1 STC12C5A60S2單片機(jī)結(jié)合系統(tǒng)需求與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，控制中心單元需要和子系統(tǒng)、短信息子系統(tǒng)銜接，由于整個(gè)系統(tǒng)的中斷非常多，因此應(yīng)該選取中斷級(jí)別比較多的。結(jié)合上述因素，該軟件最后利用控制中心單元，為宏晶的單片機(jī)，屬于一款符合高性能儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)。STC12C5A60S2是中國廣東宏晶科技有限集團(tuán)制造的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（）的單片機(jī)，屬于高轉(zhuǎn)速/低能耗的一款新型單片機(jī)，其型號(hào)為，指令代碼對(duì)傳統(tǒng)單片機(jī)有著非常好的兼容性，然而速度卻高出傳統(tǒng)單片機(jī)的10倍之多，內(nèi)部集成專用復(fù)位電路。4路，8路高速10位轉(zhuǎn)換。STC12C5A60S2的功耗低，供電電壓為3.5V5.5V，通用I/O口，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，可設(shè)置成四種模式 圖3 單片機(jī)芯片簡(jiǎn)圖圖3是本次硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)的芯片簡(jiǎn)圖。其中GND接地，VCC接電源電壓。將P3.0和P3.1引腳與擴(kuò)展串行口的引腳3和13連接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)串行口的擴(kuò)展。其它引腳與開發(fā)板上的其它芯片相連接，實(shí)現(xiàn)不同的功能。3.2 GPS模塊這次所選取的子系統(tǒng)屬于深圳百年星科技電子集團(tuán)制造的，全球定位功能接收器類型包括二十多個(gè)頻道，的頻率屬于碼，靈敏度跟蹤屬于，冷啟動(dòng)和暖啟動(dòng)的時(shí)間分別為：秒和秒，熱啟動(dòng)時(shí)間的持續(xù)時(shí)間為一秒；在動(dòng)態(tài)環(huán)境下：海拔高度在六萬英尺之內(nèi)，速度低于米/秒；默認(rèn)的的，波特率從到，控制溫度在到之間，保存溫度在到之間；功能說明：高靈敏度芯片組，高屬性接收機(jī)軌道的能量損耗小，且有二十個(gè)衛(wèi)星，再次取得信息的時(shí)間僅為零點(diǎn)一秒，而且是使用了多路徑減緩設(shè)備。該模塊圖為如下：.圖4 電路圖子系統(tǒng)接通電源之后，子系統(tǒng)隨時(shí)都在獲取衛(wèi)星信號(hào)，并利用子系統(tǒng)的引腳自動(dòng)傳送由微信輸送過來的定位數(shù)據(jù)，該定位數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)刻刻都在傳送由衛(wèi)星發(fā)送過來的定位數(shù)據(jù)，該定位數(shù)據(jù)每1秒輸送為1幀，信號(hào)的波特率一般情況下采取，在定位數(shù)據(jù)中，等同時(shí)存在。子系統(tǒng)與引腳和擴(kuò)展串行口的2與12引腳對(duì)接，接下來與單片機(jī)進(jìn)行銜接，完成數(shù)據(jù)的傳送與保存。子系統(tǒng)的外接電路僅僅和等引腳銜接即可，關(guān)于子系統(tǒng)的引腳性能介紹如表1所示。在實(shí)施子系統(tǒng)調(diào)試過程中，為了操作簡(jiǎn)便，沒有利用擴(kuò)展串行口，直接把GPS模塊和單片機(jī)相連接，GPS的引腳TXA和RXA分別連接單片機(jī)RXD和TXD引腳，引腳VCC接電源，引腳GND接地，單片機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線與電腦相連接。由于子系統(tǒng)一直在獲取衛(wèi)星的信號(hào)，然后利用系統(tǒng)的引腳自動(dòng)發(fā)送由衛(wèi)星傳送定位數(shù)據(jù)到單片機(jī)。Pin引腳名字功能說明1VCC_5V+3.05.5V電源輸入2TXA串口數(shù)據(jù)輸出A3RXA串口數(shù)據(jù)輸入A4NCNC5GND接地表1 GPS模塊功能引腳說明.3.3 短消息模塊通信子系統(tǒng)屬于車載端的核心單元，主要擔(dān)任車載和監(jiān)控機(jī)構(gòu)之間的通訊，車載端利用通信子系統(tǒng)將就子系統(tǒng)所獲取的位置數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，通信子系統(tǒng)屬于利用和既定通信網(wǎng)絡(luò)銜接來實(shí)現(xiàn)通信目的的，所以各種通信網(wǎng)絡(luò)所選用的通信子系統(tǒng)也不一樣。GSM的短消息業(yè)務(wù)就是通過信令信道傳輸信息，它不需要撥號(hào)建立連接，可以直接將要傳送的數(shù)據(jù)加上信宿地址傳送至短信息服務(wù)系統(tǒng)然后在發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心或需求者。短信息業(yè)務(wù)在車輛監(jiān)控中最大的特點(diǎn)。另外，由于其制造成本低，且容易進(jìn)行連接。因此，筆者選用了移動(dòng)通信子系統(tǒng)，子系統(tǒng)選用的是SIMCOM公司的SIM600，應(yīng)用便捷，并且集成了整套的射頻電路與的基本處理設(shè)備，比如移動(dòng)電話等硬件設(shè)備。體系較小，幾乎可滿足所有對(duì)產(chǎn)品尺寸有要求的工業(yè)需要，子系統(tǒng)和移動(dòng)應(yīng)用設(shè)施利用一個(gè)60引腳的板塊連接器相銜接，不僅支持天線接口，同時(shí)直至其他子系統(tǒng)與開發(fā)板的硬件接口。SIM600具有低功耗設(shè)計(jì)。短信息保存在卡上；輔助與形式的短信息傳送，用戶可以結(jié)合自身需要選取對(duì)應(yīng)的傳送形式；外界有天線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；并通過AT指令來控制信息的發(fā)送。如圖5所示是SIM600的芯片簡(jiǎn)圖，表2所示為芯片引腳功能說明。SIM300與單片機(jī)的連接非常簡(jiǎn)單，它只需要引出四根線即可。表2所示為芯片引腳功能說明引腳名稱I/O說明RXDIReceive Data 接收數(shù)據(jù)TXDOTransmit Data 發(fā)送數(shù)據(jù)VCC接電源GND接地 圖5 SIM600芯片簡(jiǎn)圖.3.4硬件的總體電路設(shè)計(jì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)需要利用單片機(jī)、GPS模塊和短消息模塊的，畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是把GPS模塊和短消息模塊的原理弄明白，并畫出它們的電路圖然后利用擴(kuò)展串行口把單片機(jī)和GPS模塊、短消息模塊三個(gè)模塊連接起來。需要利用的總體電路圖如圖6所示，GPS模塊的電路圖如圖4所示，短消息的模塊的電路圖如圖5所示。引腳VEE為模擬信號(hào)接地端，引腳VSS為數(shù)字信號(hào)接地端，引腳INH為禁止端，當(dāng)INH輸入端=“1”時(shí)，所有通道截止。如何實(shí)現(xiàn)短消息模塊和GPS模塊的通信需要利用軟件程序進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)引腳1、11通信還是引腳2、12通信，芯片CD4052的引腳9和10為地址控制端，引腳9和10的工作方式都為00、01、10、11，當(dāng)輸出為00時(shí)引腳1和11通信，短消息模塊工作，當(dāng)輸出為01時(shí)引腳2和12通信，GPS模塊工作。由圖6電路圖的連接來實(shí)現(xiàn)硬件功能，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的信息采集和傳輸?shù)墓δ堋?圖6 總體電路圖 4.軟件設(shè)計(jì) 4.1開發(fā)環(huán)境 單品機(jī)系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)屬于，仿真是利用實(shí)現(xiàn)的，下載平臺(tái)屬于。屬于美國集團(tuán)推出的52系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)軟件，和匯編相比，C語言在性能方面、結(jié)構(gòu)方面等有著卓越的性能，所以可以在很短的時(shí)間內(nèi)掌握。的主要功能為宏匯編、編譯，庫管理等，是一套集成的用于解決工業(yè)問題的軟件系統(tǒng)，通過在等集成環(huán)境的作用下，把上述功能有機(jī)地整合在一起。而具體的運(yùn)作，要借由等操作系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。 軟件是英國公司開發(fā)出的軟件。其不但是可以實(shí)現(xiàn)其他的仿真軟件的仿真功能，同時(shí)對(duì)單片機(jī)及外圍器件等也可以進(jìn)行有效的仿真，是當(dāng)前最有優(yōu)勢(shì)的，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行仿真的軟件。盡管該行業(yè)在我國的發(fā)展還處于初期階段，但是已經(jīng)得到了單片機(jī)開發(fā)的科研人員，教學(xué)人員和業(yè)余愛好人員的關(guān)注。是在全球都享有很高的知名度的工具(仿真軟件)。從繪制原理圖、代碼調(diào)試到實(shí)現(xiàn)模擬和仿真，都可以通過一鍵轉(zhuǎn)換到PC機(jī)設(shè)計(jì)中，有效地實(shí)現(xiàn)從概念建立到產(chǎn)品的全面設(shè)計(jì)，是當(dāng)前唯一一款，可以把電路仿真、設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真融合到一起的處理平臺(tái)，其處理模型，對(duì)和等都提供有力的支持，年又增加了和系列處理器，在在后續(xù)開始陸續(xù)對(duì)其他的模型方面提供支持。與此同時(shí)，它也支持在等編譯功效。是一款用于專業(yè)單片機(jī)的編程軟件，其主要也是針對(duì)單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)的，可以下載系列、系列和等系列的單片機(jī)，由于方便操作，所以在工業(yè)領(lǐng)域很快得到全面的推廣。4.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)關(guān)注車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其相關(guān)功能操作與實(shí)現(xiàn)，均是以軟件程序控制為依托的。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，選用的軟件和硬件設(shè)計(jì)思路一致，通過對(duì)所有的功能進(jìn)行作模塊化分析，以此為基準(zhǔn)開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試作業(yè)。通過主程序，實(shí)現(xiàn)分模塊集成操作，有效地保證了程序的可修改和可移值性。系統(tǒng)的軟件部分主要為：短消息的發(fā)送，信息的收集?；谙到y(tǒng)功能來分析，其承擔(dān)著初始化作業(yè)，要求支持優(yōu)先級(jí)中斷機(jī)制，并依據(jù)具體請(qǐng)求與需要，調(diào)取相應(yīng)的模塊程序，實(shí)現(xiàn)相關(guān)模塊的關(guān)聯(lián)，是系統(tǒng)的核心任務(wù)。初始化作業(yè)，具體關(guān)注的是存儲(chǔ)單元、寄存器、單片機(jī)的口設(shè)置等方面的初始化作業(yè)。在硬件連接操作上，需要充分把握作業(yè)原理與設(shè)計(jì)思路，確保硬件連接可以支持相應(yīng)模塊功能實(shí)現(xiàn)。初始化操作，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸入輸出端、模塊等初始化。整個(gè)程序的工作流程，可以經(jīng)由模塊接收信息，再以單片機(jī)為對(duì)象進(jìn)行信息傳輸，單片機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換操作，將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存入至緩沖區(qū)。如存在訪問指令，則允許調(diào)取緩沖區(qū)中的消息并傳送于監(jiān)控中心。具體的工作流程如下圖所示。結(jié)束初始化GPS定位信息的采集發(fā)送定位數(shù)據(jù)將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)是定位數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)進(jìn)行字符轉(zhuǎn)換（GSM字符譯成ASCII碼字符）A/D轉(zhuǎn)換否有無有無詢問指令？檢查串行口打開與否？ 圖7 車輛信息的采集和發(fā)送的總流程圖4.3系統(tǒng)各模塊子程序的流程設(shè)計(jì)4.3.1 GPS模塊定位數(shù)據(jù)的采集如始終表現(xiàn)為運(yùn)行狀態(tài)，則會(huì)收到來源于不同地區(qū)的數(shù)據(jù)，并對(duì)車輛的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的的計(jì)算，然后經(jīng)由地串行口將信息傳輸給計(jì)算機(jī)，這些信息具體位置表現(xiàn)為緩沖區(qū)。在信息沒有進(jìn)行處理之前，其表現(xiàn)為字節(jié)流形式。而字節(jié)流在未被細(xì)分處理以前難以得到有效的利用。因此，我們必須通過程序把各個(gè)字段的信息進(jìn)行提取處理和分類，從而整理出可以供管理人員可以應(yīng)用與參考的相關(guān)信息。在提取信息時(shí)，要求對(duì)所幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行界定與說明，由此方可對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取?；诒痉治鲋械奶炀€板來分析，其面向計(jì)算機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)具體表現(xiàn)為：幀頭、幀尾與幀所攜帶的數(shù)據(jù)。幀頭并非是完全一致的，其主要構(gòu)成表現(xiàn)為、等。在中，可以進(jìn)行時(shí)間、經(jīng)緯度等信息提??；在中，可以進(jìn)行速度與航向等信息提取。初始化打開串行口，設(shè)置波特率為4800設(shè)置定時(shí)器為1秒，定時(shí)讀串行口讀取串行口1緩存，判斷是否GPRMC語句？否是復(fù)制該語句并從緩存中刪除該語句刪除復(fù)制語句中的表頭$GPRMC提取UTC時(shí)間并轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間提取UTC日期判斷接受狀態(tài)是否有效？分別提取經(jīng)緯度和速度是否每次都會(huì)對(duì)收到的信息形式具體為字符串，而借助模塊，可以依照協(xié)議規(guī)則，實(shí)現(xiàn)字符串分解操作，并提取相應(yīng)的信息13。具體的工作流程如下圖所示。圖8 信息的收集和處理工作流程圖. 4.3.2 短消息模塊的軟件設(shè)計(jì)短消息通信模塊主要指的是初始化，監(jiān)控作業(yè)與信息傳送等。本模塊設(shè)計(jì)目的指向在于構(gòu)建數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制，具體設(shè)定為短信息形式。以等語言與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)程序界面設(shè)計(jì)操作，應(yīng)用指令，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互工作，并通過編碼和解碼等作業(yè)，以便完成數(shù)據(jù)交互作業(yè)。其主要的工作流程如下圖所示。硬件上是通信實(shí)現(xiàn)，主要是通過接口與本模塊來完成的?；谲浖用鎭矸治觯鋭t以國際標(biāo)準(zhǔn)指令為依據(jù)，可以通過控制與調(diào)整本模塊參數(shù)，以達(dá)到預(yù)定的功能。開始設(shè)置短消息格式短信PDU編碼向串行口寫AT指令 是否成功？設(shè)置接收號(hào)碼結(jié)束否是指令集是從或向或發(fā)送的。通過發(fā)送命令來控制的功能，與網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行交互，以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的發(fā)送。圖9 發(fā)送流程圖程序中對(duì)模塊的操作中主要使用的指令為：第一，選擇消息格式；具體為或格式。程序中需要把當(dāng)前值設(shè)定為方式，則向短消息模塊需要發(fā)出如下指令：；當(dāng)前值需要設(shè)定為方式，則要發(fā)出如下指令：。（2）進(jìn)行短消息中心地址設(shè)置操作上面是指短消息中心地址具體信息。在這里需要注意一點(diǎn)，短消息中心本身無法作調(diào)整操作，如其號(hào)碼出現(xiàn)了改變，則在調(diào)取語句后，短消息模塊則會(huì)執(zhí)行重新啟動(dòng)操作?；诖耍趫?zhí)行該指令的過程中，會(huì)出現(xiàn)推后現(xiàn)象。（3） 新消息提示 命令格式：系統(tǒng)在完成了上述設(shè)置之后，要設(shè)計(jì)相應(yīng)的提示符（4）短消息發(fā)送分析其初始點(diǎn)參數(shù)設(shè)定為零值，完成一次短消息發(fā)送后，其執(zhí)行+1操作，數(shù)值區(qū)間表現(xiàn)為。（5）實(shí)現(xiàn)波特率調(diào)整操作如存在，則代指的內(nèi)涵是將串行口波特率進(jìn)行設(shè)置，具體為。自動(dòng)波特率其支持區(qū)間為-，如選擇自動(dòng)波特率適配模式，且沒有得到任意指令的條件下，短消息模塊在消息處理與結(jié)果發(fā)送時(shí)，默認(rèn)波特率為。5. 設(shè)計(jì)測(cè)試與分析關(guān)于GPS模塊的測(cè)試。GPS模塊的測(cè)試主要是對(duì)射頻屬性的測(cè)試。的主要功能就是顯示出時(shí)間、位置、定位類型等信息。的主要功能就是顯示經(jīng)度、緯度、 時(shí)間等信息。的主要功能就是顯示可見衛(wèi)星信息、仰角、方位角、信噪比（）等信息。的主要功能就是顯示時(shí)間、日期、位置、速度等信息。的主要功能就是顯示地面速度信息等信息。的主要功能就是接收機(jī)操作模式，定位使用衛(wèi)星，值等信息。MSS：信號(hào)強(qiáng)度等通過解析改地點(diǎn)的定位正確。關(guān)于GSM模塊的測(cè)試。GSM模塊是短信的首發(fā)模塊。不能獨(dú)立工作在之后整體測(cè)試中，會(huì)直接顯示該模塊調(diào)試結(jié)果。詳情見圖11-13.在對(duì)所有的系統(tǒng)進(jìn)行組裝完成之后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。系統(tǒng)組裝圖如圖10所示。圖10 系統(tǒng)組裝圖首先先設(shè)定該系統(tǒng)的系統(tǒng)綁定號(hào)碼如圖11所示圖11 系統(tǒng)綁定號(hào)碼測(cè)試圖在號(hào)碼綁定好之后分不同情況進(jìn)行測(cè)試。在沒有信號(hào)的情況下測(cè)試。如圖12所示圖12 信號(hào)弱時(shí)測(cè)試圖 在有信號(hào)的情況下進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)返回當(dāng)前的經(jīng)緯度值。如圖13所示。圖13 信號(hào)強(qiáng)時(shí)測(cè)試圖在以上幾種情況測(cè)試了設(shè)計(jì)所做系統(tǒng)。證明該系統(tǒng)可以是現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)原有功能 。在確定功能可用之后在不同的地點(diǎn)進(jìn)行了經(jīng)緯度的讀取測(cè)試。地點(diǎn)分別為上海，昆山，太原。在讀取好經(jīng)緯之后。在百度地圖查詢到相關(guān)地址的準(zhǔn)確經(jīng)緯度，進(jìn)行比對(duì)。比對(duì)結(jié)果見表3。表3測(cè)試緯度和百度地圖對(duì)比測(cè)試地點(diǎn)系統(tǒng)測(cè)試經(jīng)緯百度地圖經(jīng)緯度昆山緯度30.89 經(jīng)度 110.8緯度31.39 經(jīng)度 120.95上海緯度31.87 經(jīng)度 111.9緯度31.22 經(jīng)度 121.48太原緯度36.78 經(jīng)度 102.63緯度37.87 經(jīng)度 112.53在經(jīng)過測(cè)試之后發(fā)現(xiàn)，對(duì)緯度的測(cè)量基本可以很貼近實(shí)際緯度值。但是，經(jīng)過多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)經(jīng)度的測(cè)量有規(guī)律的總是會(huì)發(fā)生10的誤差，這個(gè)現(xiàn)象引起了我的注意。經(jīng)過在網(wǎng)上查詢資料和對(duì)老師咨詢發(fā)現(xiàn)。是我在單片機(jī)主程序的換算中系數(shù)發(fā)生錯(cuò)誤。我找到問題之后，我及時(shí)對(duì)程序進(jìn)行了修改。最終，在之后的幾次測(cè)試中經(jīng)緯度可以符合要求。對(duì)比結(jié)果見圖4.表4修改后測(cè)試緯度和百度地圖對(duì)比測(cè)試地點(diǎn)系統(tǒng)測(cè)試經(jīng)緯百度地圖經(jīng)緯度昆山緯度30.89 經(jīng)度 120.8緯度31.39 經(jīng)度 120.95上海緯度31.87 經(jīng)度 121.9緯度31.22 經(jīng)度 121.48太原緯度36.78 經(jīng)度 112.63緯度37.87 經(jīng)度 112.53 在測(cè)試發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)的功能有更加大的拓展空間，現(xiàn)在的實(shí)時(shí)跟蹤還需要短信的觸發(fā)才能實(shí)現(xiàn)功能。在今后的設(shè)計(jì)中可以拓展出能加的完善的功能。比如當(dāng)汽車停止時(shí)，能自動(dòng)發(fā)送信息，在手機(jī)端可是不間斷的發(fā)送短信等等。這些拓展的功能也為我之后的學(xué)習(xí)留下了更多空間。6.結(jié)語綜上所述，隨著我國社會(huì)進(jìn)入轉(zhuǎn)型時(shí)期，人們的生活水平也在不斷得以提升，而且擁有私家車的家庭數(shù)在與日俱增。由此，就出現(xiàn)了大量的交通問題，如交通事故，路上堵車，以及車輛被盜等各類異?；蛘呤峭话l(fā)事件的產(chǎn)生，所以筆者正是基于解決上面提出的各種問題而進(jìn)行的研究。隨著在全球各國得到廣泛的使用，設(shè)備的普及也在得以提升，盡管在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展才處于初期階段，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必將更好地推進(jìn)在民間的使用。已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域也得到了廣泛的利用，而且有利的推動(dòng)了人類社會(huì)的快速發(fā)展。而且，因?yàn)閷I(yè)設(shè)備的成本較高，普通民眾和單位無法承受，所以從一定程度上也限制了的推廣使用，現(xiàn)在各個(gè)廠商的主要工作就是減少的制造開支，去除了某些消費(fèi)者很少利用的功能，只留下基本的常用功能，以加快的普及。這次，筆者進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要意圖為，通過此次設(shè)計(jì)，制作了最小系統(tǒng)，也證實(shí)了低成本的可行性，取得了預(yù)期的成果。由于時(shí)間和技術(shù)方面的約束，此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也存在著很多的不足，程序設(shè)計(jì)無法保持靈活性，并沒有完全實(shí)現(xiàn)其中的所有功能。今后將會(huì)對(duì)其他功能的實(shí)現(xiàn)，例如時(shí)間轉(zhuǎn)換、衛(wèi)星信號(hào)處理等得到廣泛的應(yīng)用?；诘能囕v監(jiān)控系統(tǒng)，是通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車輛定位的，主要包括了衛(wèi)星、地面監(jiān)控終端、車輛移動(dòng)終端等，由單片機(jī)、模塊等構(gòu)成。另外，系統(tǒng)是通過實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收，并送入單片機(jī)中，然后在傳輸于消息處理模塊，借由短消息進(jìn)行處理，并完成各項(xiàng)作業(yè)。目前，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控行業(yè)中得以大量的使用，并將會(huì)大量的使用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)以及國防事業(yè)等。本文中，筆者完成的主要工作為：第一，開發(fā)了短消息模塊、模塊、單片機(jī)等的串聯(lián)電路，并實(shí)現(xiàn)了三個(gè)模塊進(jìn)行連接。第二，繪制了相應(yīng)的作業(yè)流程圖，并轉(zhuǎn)送到流程圖中，繪制了模塊采集信息數(shù)據(jù)和提取數(shù)據(jù)的流程圖等。第三，進(jìn)行了模塊的調(diào)試，在上位機(jī)上可以顯示諸多功能。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，而軟件方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分功能，如接受車輛的數(shù)據(jù)信息，實(shí)際上還應(yīng)開發(fā)機(jī)和短消息模塊的監(jiān)控中心，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而時(shí)間有限，沒有對(duì)軟件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和開發(fā)。 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