基于北斗導(dǎo)航的校車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-10-08 02:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理的利用監(jiān)控人員，不至于造成某些人員無(wú)事可干的 現(xiàn)象，又防止事故發(fā)生時(shí)無(wú)人監(jiān)控的現(xiàn)象等等方面還尚有不足，另外由于我國(guó)處于發(fā)展階段，資金問(wèn)題也是一個(gè)考慮的問(wèn)題，本系統(tǒng)則是對(duì)以上情況設(shè)計(jì)的。 本文的主要工作 STM32F4 核心平臺(tái)各功能模塊能正常運(yùn)行；對(duì)一些突發(fā)事件，如超速、空氣質(zhì)量、超載等情況能實(shí)時(shí)做出處理； Labview 平臺(tái)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，在地圖上能顯示校車(chē)的正確位置，且有不同的顯示比例，能夠更加精準(zhǔn)的得到校車(chē)的位置，便于管理員監(jiān)控管理。 本文 基于 北斗導(dǎo)航的校車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排如下： 第 1 章，介紹了課 題的研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 第 2 章，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。 第 3 章，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 第 4 章，系統(tǒng)測(cè)試。 第 5 章，總結(jié)和展望。 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體方案 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以 STM32F4 為控制 核 心，綜合考慮了 STM32F4 的性能、系統(tǒng)成本及實(shí)際使用等方面 的因素。 同時(shí)考慮操作簡(jiǎn)單、方便，設(shè)計(jì)了基于北斗導(dǎo)航的校車(chē)監(jiān)控系統(tǒng) 。該系統(tǒng)由：核心器 件 STM32F密碼按鍵、液晶、 GSM 短息接發(fā)模塊、 GPS 導(dǎo)航模塊，測(cè)溫濕度模塊，測(cè)翻撞模塊，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)可分為上位機(jī)跟下位機(jī)。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 下位機(jī)總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 下位機(jī)總體結(jié)構(gòu) 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 上位機(jī)總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 上位機(jī)總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)功能介紹 以 STM32F4 為核心，通過(guò)密碼驗(yàn)證模塊，判斷駕駛員是否是這輛車(chē)的司機(jī)；若駕駛?cè)速Y格檢測(cè)未通過(guò)而開(kāi)啟了汽車(chē)， GPRS 模塊將發(fā)送短信給相關(guān)部門(mén)報(bào)告其位置。以 北斗模塊為核心進(jìn)行測(cè)速，設(shè)計(jì)超速語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)。通過(guò) 3 軸線(xiàn)性加速器了解校車(chē)不同方位的加速度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)校車(chē)是否翻車(chē)進(jìn)行監(jiān)控等功能。通過(guò)溫度及空氣質(zhì)量傳感器 ，感應(yīng)車(chē)內(nèi)的溫度及空氣質(zhì)量，通過(guò)紅外對(duì)管模塊實(shí)現(xiàn)人數(shù)檢測(cè)，進(jìn)而了解是否超載，另外，當(dāng)發(fā)生超速、超載、翻車(chē)等事件時(shí)，系統(tǒng)將通過(guò) GPRS 模塊，通過(guò) GPRS 傳輸?shù)男问较蚝笈_(tái)發(fā)送校車(chē)當(dāng)前坐標(biāo)、速度和人數(shù)等信息；后臺(tái)得到 GPRS 模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)后，可自動(dòng)顯示出校車(chē)的位置，并對(duì)校車(chē)內(nèi)的情況做出相關(guān)報(bào)告，從而實(shí)現(xiàn)管理與監(jiān)控。 主控芯片介紹 本系統(tǒng)主控芯片為 STM32F4。該芯片 程序零延遲是由于先進(jìn)的技術(shù)，使工作效率大大提高，從而充分發(fā)揮了 cortextm4 性能 。同時(shí)它和 STM32F2 系列產(chǎn)品兼容，方便用戶(hù)擴(kuò)展兼容 性或升級(jí)意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品，并保持硬件兼容性。具備了新的 DSP 和 FPU 指令，高達(dá) 168 MHZ 的性能將數(shù)字信號(hào)控制器的應(yīng)用與產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。加強(qiáng)控制代碼執(zhí) 行速度和算法的效率。 采用先進(jìn)技術(shù)和自適應(yīng)實(shí)時(shí)加速器，從而能夠并行處理程序執(zhí)行與數(shù)據(jù)傳輸 ,而數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到 90nm 工藝 ， 使用 ST 的 ART 加速器使得其性能大幅提高， FLASH湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)能力達(dá)到 1MB，硬件處理器定時(shí)器最大頻率可達(dá) 168MHz，擁有隨機(jī)數(shù)發(fā)生器高達(dá) 32 位和 32 位 RTC 擁有日歷功能 ，工作電壓最低可達(dá) ，最高電壓可達(dá) ， SPI 速度可達(dá) ， 高效的執(zhí)行速率為本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提供了保障，也正因?yàn)榇嗽蛭覀冞x擇了它。 其最小系統(tǒng)如圖 所示 ： 圖 STM32最小系統(tǒng)圖 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 第 三 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 硬件電路設(shè)計(jì) 密碼按鍵模塊 司機(jī)必須輸入密碼才能使用校車(chē)，開(kāi)車(chē)前得在液晶隨機(jī)顯示出 10 個(gè)按鍵上輸入密碼，當(dāng)連續(xù) 3 次輸入錯(cuò)誤密碼，就只有管理員才能開(kāi)啟。當(dāng)處理器判斷密碼正確，然后通過(guò)繼電器 打開(kāi)電磁鎖，從而達(dá)到校車(chē)鎖的目的。其原理如圖 所示。 圖 人數(shù)檢測(cè)模塊 采用紅外對(duì)管來(lái)實(shí)現(xiàn)人數(shù)檢測(cè)，當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線(xiàn)照射紅外接收管時(shí)，紅外接收管的電阻比無(wú)紅線(xiàn)外線(xiàn)照射的時(shí)候小，與其串聯(lián)的的電阻所分的電壓就會(huì)變大，在接收管的內(nèi)部集成了一個(gè)電壓比較器與其相連，這樣再通過(guò)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓比較，電壓比較器輸出高電平，反之則輸出低電平。將這個(gè)外部電平信號(hào)送入 CPU 處理，最后在 tft9320 的液晶 上可以看到當(dāng)前的人數(shù)。 人數(shù)檢測(cè)原理圖如下圖 所示 ，在校 車(chē)門(mén)邊安裝兩個(gè)紅外對(duì)射管，通過(guò)紅外對(duì)射管檢測(cè)到的順序不同來(lái)確定上下車(chē)。 圖 人數(shù)檢測(cè) Q12N3904D1LED0R3270GNDR6Q22N3904D2LED0R7270GNDR10GNDC6Capc5100ur1100r427kGNDC10Capc9100ur8100r927k12P1Header 2VCCGND12P3Header 2123P2jie shou guan 1123P4jie shou guan2TRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U2NE555NVCCGND3OUT2IN1TAB4U1GND100pFC3100pFC4CapC210uFC122uFGNDVCCGNDC7103C81021KR58K1KR219KGNDGNDGNDoutoutoutRes1Res1GND湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 溫濕度檢測(cè)模塊 DHT11 是種采用數(shù)字信號(hào)輸出方式的，且已經(jīng)校對(duì)好的的溫濕度復(fù)合型數(shù)字溫濕度傳感器。其擁有高可靠性和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性得益于其專(zhuān)門(mén)技術(shù)。該傳感器由一個(gè)電阻傳感器，濕度傳感器和一個(gè)溫度測(cè)量元件，并連接到一個(gè) 8 位的 CPU，高性能。從而該產(chǎn)品擁有優(yōu)良的品質(zhì)，超快速響應(yīng)，高性?xún)r(jià)比和強(qiáng)大的抗干擾能力。 DHT11 傳感器在極其精準(zhǔn)的濕度校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室校對(duì)好。校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在 OTP存儲(chǔ) 器中，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)處理時(shí)，在傳感器內(nèi)部要調(diào)用校準(zhǔn)系數(shù)來(lái)處理。芯片采用串行單線(xiàn)接口，從而使得系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單，快捷。同時(shí)具備體積小、功耗低 、傳輸信號(hào)距離可達(dá) 20 米的特點(diǎn)，進(jìn)而應(yīng)用的十分廣泛。 其原理圖如圖 所示 ： 圖 DHT11原理圖 其時(shí)序圖如圖 所示 ： 圖 DHT11時(shí)序圖 北斗模塊 系統(tǒng)使用的是北京時(shí)代科技有限公司
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1