【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)計(jì)，使得該部分得以正常工作，這是系統(tǒng)硬件部分成功的前提。最后對(duì)硬件電路進(jìn)行了連接和描述。第四章 軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)涉及到兩部分：車載端和用戶端。但是只需對(duì)車載端設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，采用模塊化的編程思想，按整體功能分成多個(gè)不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鱾€(gè)模塊連接起來(lái)。這樣有利于修改和調(diào)試，增強(qiáng)了程序的可移植性。車輛監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分主要分為：GPS信息的采集、短消息模塊中短信的發(fā)送以及振動(dòng)傳感器的監(jiān)控三部分。本次設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境為IDE ，作為μ’nSP174。 IDE工具的一個(gè)新版本，它不但繼承以前版本IDE的特點(diǎn)，而且增加了一些新的功能。、代碼查錯(cuò)定位，在調(diào)試時(shí)的增加變量提示、在Memory觀察窗中數(shù)據(jù)變化以紅色提示等等。用戶在使用本版IDE時(shí)，應(yīng)該可以體會(huì)到，其對(duì)代碼的嚴(yán)謹(jǐn)性有了更高的要求。與其它版本相比，更多新功能的添加，為用戶的代碼編輯、工程調(diào)試等提供了更人性化的輔助功能和更便利的工具。從而使編程效率大大提高，也減少了因編程不當(dāng)導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定[14]。 主程序設(shè)計(jì)主模塊實(shí)現(xiàn)控制軟件流程。即完成初始化，進(jìn)入無(wú)限循環(huán)，運(yùn)行在工作狀態(tài)中。主函數(shù)體現(xiàn)了整個(gè)車載終端軟件設(shè)計(jì)的總體思想。如圖41。系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)主要完成系統(tǒng)初始化、中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定以及判斷調(diào)用各模塊程序，即實(shí)現(xiàn)各程序的連接。在初始化狀態(tài)下完成以下工作：?jiǎn)纹瑱C(jī)初始化、GPRS 模塊初始化和短消息模塊的初始化。初始化工作完成，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入無(wú)限循環(huán)工作狀態(tài)中。各個(gè)部分的具體流程將在本章其他部分介紹。 圖41車載定位防盜系統(tǒng)的總流程圖 GPS定位系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)GPS只要處于工作狀態(tài)就會(huì)不斷接受車輛位置的數(shù)據(jù)并計(jì)算出定位信息，并通過串行口傳送給單片機(jī)，并將其放置于緩存中，在沒有處理之前，緩存中是一長(zhǎng)串字節(jié)流，這些字節(jié)流在沒有進(jìn)過分類提取之前是無(wú)法加以利用的。因此我們必須通過GPS消息解析模塊將各個(gè)字段的信息從緩存字節(jié)流中提取出來(lái)，并將其轉(zhuǎn)化為有實(shí)際意義的，可供高層決策使用的定位信息數(shù)據(jù)。同其它通訊協(xié)議類似，對(duì)GPS進(jìn)行信息提取必須首先明確其幀結(jié)構(gòu)，然后才能根據(jù)其結(jié)構(gòu)完成對(duì)各定位信息的提取。對(duì)于本次畢設(shè)所使用的天線板，其發(fā)送的數(shù)據(jù)主要有幀頭、幀內(nèi)數(shù)據(jù)和幀尾組成，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的不同，幀頭也不同，主要由“$GPGGA”、“$GPGSV”等，通常情況下，我們關(guān)心的定位數(shù)據(jù)如經(jīng)度、緯度和時(shí)間等均可從“$GPGGA”幀中獲得，而航向和速度等均可從“$GPRMC”幀中獲得。GPS模塊從GPS衛(wèi)星上接收的當(dāng)前車輛定位信息，其中包括車輛當(dāng)前位置的經(jīng)度、緯度和速度等信息，而每次收回的這些重要信息都是集成在一個(gè)字符串內(nèi)，本部分的工作就是如何按照NMFA—0813協(xié)議的虧則把該字符串分解、提取出所需的信息[15]。這部分設(shè)計(jì)主程序完成硬件模塊的初始化，并跳轉(zhuǎn)到各功能之模塊中，中利用UART終端接收數(shù)據(jù)，并將接收的信息保存在Queue隊(duì)列中，GPS消息解析模塊完成接收的GPS消息的解析，然后通過SPLC501驅(qū)動(dòng)程序?qū)④囕v的位置信息顯示出來(lái)。（1）主程序運(yùn)行后首先初始化各個(gè)硬件模塊，然后程序進(jìn)入主循環(huán)，不斷進(jìn)行按鍵掃描，根據(jù)按鍵進(jìn)入相應(yīng)的功能模塊。主程序流程圖如圖42。圖42 GPS定位系統(tǒng)主程序流程圖（2） UART接收模塊61 板通過UART 與GPS 模組通信，為了保證GPS 模組發(fā)來(lái)消息的及時(shí)接收，UART 采用中斷接收方式。UART 模塊包括兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是UART 初始化函數(shù)、一個(gè)是UART 中斷處理函數(shù)。要注意的是UART 兩端設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)格式要一致。UART 中斷處理函數(shù)的軟件流程如圖43。（3） Queue 隊(duì)列模塊配合UART中斷使用。為保存 UART 接收到的信息，引入隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，專門用于保存UART 接收到的信息。Queue 隊(duì)列模塊提供了三個(gè)API 函數(shù)供用戶程序調(diào)用。圖43 UART 中斷處理函數(shù)的軟件流程（4） 液晶驅(qū)動(dòng)程序LCD 顯示部分采用SPLC501 液晶模組附帶的驅(qū)動(dòng)程序。該驅(qū)動(dòng)程序的架構(gòu)如圖44。驅(qū)動(dòng)程序由 5 個(gè)文件組成，分別為：；用戶API 、。SPLC501 液晶模組驅(qū)動(dòng)程序的架構(gòu)如圖44。圖44 SPLC501 液晶模組驅(qū)動(dòng)程序的架構(gòu)：該文件為底層驅(qū)動(dòng)程序的頭文件，主要對(duì)使用到的寄存器（如端口控制寄存器等）進(jìn)行定義，還對(duì)SPCE061A 與SPLC501 液晶顯示模組的接口進(jìn)行配置；用戶可以根據(jù)自已的需求來(lái)配置此文件，但要使端口的分配符合實(shí)際硬件的接線。：該文件為底層驅(qū)動(dòng)程序，負(fù)責(zé)與SPLC501 液晶顯示模組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)，主要包括端口初始化、寫控制指令、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)等函數(shù)； 調(diào)用，不建議用戶在應(yīng)用程序中調(diào)用這些函數(shù)。：該文件為用戶API 功能函數(shù)文件的頭文件，主要對(duì)一些記住符進(jìn)行定義，以及配置LCD 的一些設(shè)置， 中的函數(shù)作了外部聲明，用戶需要使用LCD 的API功能函數(shù)時(shí)，需要把該文件包含在用戶的C 文件中。：文件中定義了針對(duì)LCD 顯示的各種API 功能函數(shù)。：該文件中提供了一些供API 功能函數(shù)調(diào)用的數(shù)據(jù)處理子程序，主要完成顯示效果的疊加、畫圓偏差量的計(jì)算等。 (5)GPS 消息解析模塊GPS 模塊發(fā)來(lái)的消息，以’\n’作為一條消息的結(jié)束，不同消息所包含的內(nèi)容是不一樣的，根據(jù)GPS 消息的格式，解析GPS 消息得到當(dāng)前的經(jīng)緯度及時(shí)間。軟件流程圖如圖45。圖45 GPS 消息解析模塊軟件流程圖（6）顯示經(jīng)緯度模塊按下 KEY1 鍵，LCD 將顯示當(dāng)前的經(jīng)緯度。如果GPS 消息內(nèi)容不正確，則在液晶屏的右上角顯示‘V’；如果GPS 消息內(nèi)容正確，則在液晶屏右上角顯示‘A’。按KEY1 鍵返回，按KEY2 鍵語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前信息。程序流程圖如圖46。圖46 顯示經(jīng)緯度模塊程序流程圖（7）顯示日歷模塊按下 KEY2 鍵系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入日歷顯示模塊，提供簡(jiǎn)單日歷信息的顯示。如果GPS 消息內(nèi)容不正確，則在液晶屏的右上角顯示‘V’；如果GPS 消息內(nèi)容正確，則在液晶屏右上角顯示‘A’。按KEY1 鍵返回，按KEY2 鍵語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前時(shí)間。軟件流程圖如圖47。 圖47 顯示日歷模塊程序流程圖 GPRS短信收發(fā)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)基本的通信方式有并行通信和串口通信兩種。本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)與GPS模塊、GPRS模塊之間都采用串口通信。AT指令是計(jì)算機(jī)通過串口操作手機(jī)的唯一途徑。AT 指令的基本格式為： AT + 命令字符及相關(guān)設(shè)置參數(shù)。AT 即Attention，AT 命令集是從終端設(shè)備或數(shù)據(jù)終端設(shè)備向終端適配器或數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備發(fā)送的。通過終端適配器，終端設(shè)備 發(fā)送AT 命令來(lái)控制移動(dòng)站的功能，與GSM 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶可以通過 AT 命令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。常用AT指令如表32所示[16]：表32 常用AT指令打電話ATDXXX。XXX為電話號(hào)碼（注意最后的‘；’號(hào)）接電話ATA掛電話ATH二次撥號(hào)AT+VTS=”2,9,4,0”分機(jī)號(hào)假設(shè)為2940發(fā)短信AT+CMGS=”XXX”XXX為要發(fā)送的電話號(hào)碼，出現(xiàn)“﹥”以后，輸入信息，以〔CTRL+Z〕結(jié)束發(fā)送（編輯中以發(fā)送字符‘\32’結(jié)束）以TEXT方式發(fā)送短信AT+CMGF=1發(fā)送短信的方式：1：TEXT方式 0：二進(jìn)制方式選擇語(yǔ)音通道AT+CHFA=1選擇耳機(jī)接聽設(shè)置語(yǔ)音音量AT+CLVL=100音量在0~100 之間查看短信AT+CMGR=XX：查看第X 條短信取消命令回顯ATE01：顯示重復(fù)上一個(gè)命令A(yù)/重拔ATDL；設(shè)置短信息接收方式AT+CNMI=2,2,0,0，0直接顯示短信息，當(dāng)有短信來(lái)時(shí)直接通過串口輸出發(fā)送 ASCII 碼短信AT+CSMP=17，167，0，0設(shè)置發(fā)送英文短信恢復(fù)出廠設(shè)定ATamp。F所有對(duì)芯片的設(shè)置都將復(fù)位（ 如果由于錯(cuò)誤設(shè)置使GPRS 模組不能正常工作可以使用此命令復(fù)位）單片機(jī)通過 UART 發(fā)送AT 命令到GPRS 模組。AT 命令以換行符作為指令的結(jié)束標(biāo)志，因此在編程發(fā)送AT 命令控制GPRS 模組時(shí)，發(fā)送每條命令后還需要發(fā)送‘\r\n’標(biāo)志命令結(jié)束。圖48 發(fā)送短信流程圖 振動(dòng)傳感器防盜系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)IO口平常為低電平，在有震動(dòng)的時(shí)候有一個(gè)高電平然后恢復(fù)為低電平，這樣就可以用單片機(jī)中斷捕獲下跳沿，或者用其他的電路來(lái)檢測(cè)這個(gè)跳沿。用單片機(jī)檢測(cè)的C語(yǔ)言實(shí)際也就是一個(gè)中斷。 本章小結(jié)本章利用 SPCE061A 強(qiáng)大的處理能力，配合GPS、GPRS和振動(dòng)傳感器模組模塊設(shè)計(jì)了車載定位防盜系統(tǒng)。完成了總體流程圖設(shè)計(jì)、GPS模塊對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集和提取流程圖、短消息模塊信息發(fā)送流程圖、振動(dòng)傳感器監(jiān)控報(bào)警流程圖。 結(jié)論隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，車輛的數(shù)量也隨之提高，同時(shí)伴隨而來(lái)的問題也日漸突出，例如堵車、交通事故、被盜和車輛調(diào)度問題等，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是基于此問題而提出和設(shè)計(jì)的?；趩纹瑱C(jī)的車載定位防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是通過現(xiàn)有的GPS網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行車輛具體位置（經(jīng)度、緯度等）的實(shí)時(shí)采集和傳輸，包括車載端、用戶端和GPS衛(wèi)星三部分，由SPCE061A單片機(jī)、GPS模塊、GPRS模塊和振動(dòng)傳感器模塊組成。系統(tǒng)通過GPS接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，然后傳輸?shù)蕉滔⒛K，并通過短消息模塊以短消息的方式發(fā)送出去。當(dāng)車輛有位置移動(dòng)或者強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí),通過單片機(jī)控制GPRS模塊發(fā)出短消息。本文完成的主要工作包括以下幾方面：（1）設(shè)計(jì)了單片機(jī)、短消息模塊和GPS模塊三者串行口的擴(kuò)展連接電路，并完成了單片機(jī)、短消息模塊、GPS模塊和振動(dòng)傳感器模塊的硬件連接。（2）繪制了車輛監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集到發(fā)送消息的總流程圖，繪制了GPS模塊采集信息數(shù)據(jù)和提取數(shù)據(jù)的流程圖和短消息模塊的發(fā)送流程圖。（3）完成了GPS模塊的調(diào)試，在SPLC501上顯示經(jīng)度、緯度等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)硬件電路連接已完成，軟件完成小部分，系統(tǒng)功能的部分實(shí)現(xiàn)，如GPS接受車輛位置數(shù)據(jù)(經(jīng)度、緯度等)，實(shí)際上還應(yīng)開發(fā)單片機(jī)和GPRS模塊相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)以短消息的方式發(fā)送信息，淡由于能力有限沒有完成全部軟件設(shè)計(jì)，只有部分構(gòu)想和設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1 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GPRS: General Packet Radio Service. McGrawHill Professional. 2001,347349.19 Multilayer protocol tracing in a GPRS network .Vechicular Technology 。 致謝在論文完成之際，謹(jǐn)向這一學(xué)期以來(lái)給我指導(dǎo)、幫助和支持的所有老師和同學(xué)們表示中心的感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，論文即將完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師李朝輝老師。老師在我的畢設(shè)選題、課題理解、搜集材料、硬件調(diào)試和論文完成的過程中給予了悉心的指導(dǎo)和幫助。我畢設(shè)遇到難題時(shí)，老師總是很耐心的幫我找到問題的根源，給我提出好的建議，是我能很好、很快的解決問題，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。從老師的教導(dǎo)中，我懂得了許多道理，受益頗深，老師學(xué)識(shí)淵博、謙虛謹(jǐn)慎、盡職盡責(zé)的工作作風(fēng)深深地感染了我，在此，我向在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給過我莫大幫助的老師表示最真誠(chéng)的感謝和最崇高的敬意。此外，也非常感謝學(xué)校、學(xué)院為我們畢業(yè)生提供了這次實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，提供了上機(jī)的良好條件，使畢業(yè)生同學(xué)在走上工作崗位之前有了很好的一次鍛煉實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，為以后的工作打下更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后，感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)們，謝謝你們的關(guān)心和幫助！