【文章內容簡介】 并執(zhí)行相應的程序。鍵盤的接口電路圖如圖35所示：圖35 按鍵接口電路圖 GPS定位電路設計GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱。GPS定位系統(tǒng)組成部分主要包括用戶接收機、空間衛(wèi)星和地面控制部分[8]。本系統(tǒng)采用了GPS接收芯片，將得到的包含位置的信息通過UART異步串行通信協(xié)議傳輸給MSP430F149處理器進行處理，獲得實時車輛行駛經度、緯度和方向等信息。本系統(tǒng)中GPS接收模塊使用GARMIN公司的GPS15接收模塊。GPS15有FLASH閃存，不需要在程序中設計時初始化。目前商用的GPS模塊,大都支持12通道,采用C/A編碼和NMEAO183協(xié)議,通過RS232接口控制[7]。GPS15與MSP430F149的連接框圖如圖36所示： 圖36 GPS接口原理框圖 無線通訊模塊設計（1）方案一：采用藍牙傳輸近場無線通訊模塊藍牙通信方式是一種應用十分廣泛的通訊方式，在手機、電腦等電子產品中應用十分廣泛，無需移動通訊網(wǎng)絡支持、無需客戶付費和低功耗是藍牙傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點。但是藍牙通訊技術距離比較短，手機內藍牙通訊接收距離一般為十五米以內。雖然傳輸速度可以滿足一般的傳輸要求，而車載無線通訊的目的是實現(xiàn)遠程通訊，監(jiān)控中心與車輛的位置一般很遠且不固定，故藍牙通訊模塊不適合本設計。（2）方案二：采用基于GSM/GPRS網(wǎng)絡的無線通訊模塊GPRS是通用分組無線服務技術（General Packet Radio Service)簡稱 [9]，介于第二代和第三代移動通訊技術之間。GPRS是GSM的延續(xù)， GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps，可以滿足車輛行駛信息、位置信息和報警信號的傳輸，且實用性高，不過使用者需要支付一定的傳輸費用。綜合系統(tǒng)的實際需求以及不同通訊技術的技術特性，本設計采用GSM/GPRS無線通訊技術作為系統(tǒng)進行無線通訊與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵞K。測量行駛記錄儀需要通過無線通訊模塊與外界通訊實現(xiàn)將行車信息和GPS定位信息等發(fā)送至遠程終端實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能、遠程防盜報警等功能,并根據(jù)設計需要還可以實現(xiàn)接收遠程終端發(fā)出的短消息或遠程命令,滿足遠程監(jiān)控的要求，按服務中心或用戶的需求完成控制要求。無線通信模塊采用SIMCom公司的SIM900A芯片，SIM900A是專為中國和印度市場設計的一款雙頻GSM/GPRS模塊。其性能穩(wěn)定、性價比高。SIM900A有通訊接口、SIM卡接口、語音接口、鍵盤接口和顯示接口，可以實現(xiàn)短信息收發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸通訊等功能。SIM900A模塊結構如圖37所示：GSM/GPRS無線通訊模塊電路由SIM900A芯片及其外圍接口電路組成，外圍電路主要包括電源部分、音頻接口電路、串口通信電路及SIM卡接口電路[10]。電源部分需要2A以上的供電電流，以保證模塊正常工作。MSP430F149通過串口UART1與SIM900A進行異步串行通信, 程序上通過發(fā)送的標準AT指令，實現(xiàn)收發(fā)短信、傳輸數(shù)據(jù)的功能[7]。GSM/GPRS無線通訊需要連接有效的SIM卡才能正常的工作，且通過SIM卡進行資費的清算。SIM900A支持并不支持電信卡的WCDMA網(wǎng)絡。SIM900A與SIM接口電路圖如圖38所示：圖37 GSM/GPRS模塊結構圖圖38 SIM900A與SIM接口電路 速度測量模塊電路設計 車輛行駛記錄儀的車速測量要求中華人民共和國《汽車行駛記錄儀國家標準》(GB/T19056．2003)對車速采集測量有如下強制規(guī)定：記錄儀應能以1s的時間間隔持續(xù)記錄并存儲車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)。標準單位為千米每小時，最大測量速度應大于220km/h，行駛速度誤差應小于1km/h。分析上述的規(guī)定，得到記錄儀的速度數(shù)據(jù)采集要求為： (1) 以一秒為時間間隔進行速度數(shù)據(jù)的采集； (2) 行駛速度的測量范圍為0km/h～220km/h； 車速測量原理器件選擇：采用3144霍爾傳感器和LM393電壓比較器組成的開關量霍爾傳感器，配合磁鋼通過對汽車車輪的旋轉配合磁鋼的作用，使霍爾測速傳感器產生頻率量的信號，在通過MSP430F149單片機的中斷I/O進行檢測處理。測速模塊電路圖如圖39所示：圖39 測速模塊電路圖測量原理：用霍爾傳感器檢測兩次高電平信號，算出時間間隔，即可得出采集汽車車輪轉一圈的時間T。MSP430單片機用中斷處理的方式，通過兩次中斷間隔計算出兩次頻率量間的時間間隔并得出時間差T。通過設立一個標志位flag即可實現(xiàn)。根據(jù)C/T,便可以計算出車的速度。 汽車報警模塊汽車報警分為防盜報警與常規(guī)報警。常規(guī)報警包括車輛超速報警、疲勞駕駛報警等；防盜報警是基于無線通訊技術的新型報警方式，是在未經認證人員強行啟動汽車或車輛被盜情況下的自動報警。報警方式包括聲光報警和通過GSM/GPRS無線通訊模塊將異常情況通知車主和監(jiān)控中心，給出車輛異常原因，所在位置等信息，結合了無線通訊功能的防盜報警模塊的將安全性大大提高。這一新型的防盜報警機制也有助于警方追蹤被盜車輛，提高破案效率。本設計中報警裝置主要由車載聲光報警器、GPRS網(wǎng)絡以及用戶接收器組成。蜂鳴器報警電路如圖310所示：圖310 蜂鳴器報警電路圖4 系統(tǒng)軟件設計 軟件整體設計思想選擇 C語言作為系統(tǒng)的軟件編程語言，以IAR for MSP430作為開發(fā)環(huán)境。先初始化定時器、DS18B液晶、串口通信和SIM900A等模塊，然后再主程序中調用各個模塊函數(shù)，輸出到LCD12864上顯示。整體以中斷方式為整個系統(tǒng)的驅動。 主程序流程圖 系統(tǒng)先進行主控模塊設計，進行MSP430單片機的初始化、各個模塊初始化和各個串口初始設置。首先都是對MSP43O的設置,包括430的時鐘源的選擇,各個模塊的時鐘的選擇,各個內部模塊的初始化,以及外部設備的初始化,然后開啟總中斷,進入到主循環(huán)中,由于整個系統(tǒng)被設置為中斷驅動,因此進入主循環(huán)后,就立即進入了低功耗模式LPMO,等待中斷喚醒MCU,如無中斷產生,就保持LPMO的狀態(tài)。系統(tǒng)總體流程由中斷驅動，再進行各個模塊的通訊操作，讀取相關數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)主程序流程圖如圖41所示：圖41主程序流程圖 子程序程序設計 測速子程序設計車速程序設計采用MSP430單片機的TIMER_B的定時器捕獲模式，當車輪轉動時，速度測量模塊產生開關量的高低電平，TIMER_B的定時器捕獲到一次電平變化時，進入定時器中斷，將此時的CCR0的值與上次定時器中斷發(fā)生時的CCR0值進行做出，從而算出車輪旋轉一周所需時間，再經過簡單的數(shù)據(jù)處理，即可得到此時的車輛行駛速度。測速子程序框圖如下圖42所示：圖42 測速子程序框圖測速核心子程序如下：pragma vector= TIMERA0_VECTOR__interrupt void TIMER_A(void){ if(CCR0lastCCR0) k=CCR0lastCCR0。 else k=65536lastCCR0+CCR0。 lastCCR0=CCR0。 flag++。} 基于GPS接收系統(tǒng)的軟件設計同樣由于MSP430內部資源有限的原因，采用了MSP43O內部的Timer_A0模擬UART來接受GPS信息。采用MSP430F149單片機內部的定時器TIMERB來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的定時功能，采用MSP430F149單片機的TIMERA的捕獲比較功能實現(xiàn)速度信號的采集，而采用MSP430F149單片機的UART0來進行與SIM900A的異步串行通信，而采用MSP430F149單片機的UART1來與GPS進行的異步串行通信操作。GPS模塊的主要實現(xiàn)功能是對導航衛(wèi)星信息的接收實現(xiàn)對車輛的定位。該模塊的主要涉及思路：通過GPS接收機接收衛(wèi)星信號，運算獲得精度、緯度、衛(wèi)星星歷、速度和方向等信息，再將計算結果與航跡推算系統(tǒng)進行聯(lián)邦濾波，獲得較精確的定位信息[12]。MSP430F149單片機與GPS15通訊成功后，GPS15通過UART1將包含位置、測量精度以及實時時間等信息發(fā)送給MSP430F149，在進單片機的信息處理后將相關行車信息進行顯示與存儲。導航模塊的流程圖如圖43示：圖43 導航模塊程序圖 GSM/GPRS軟件子程序設計。常用的AT命令如表所示：表41 常用AT命令常用AT命令指令功能AT+IPR波特率的設置ATH掛機AT+CMGFPDU及Text格式選擇AT+CMGR短信的讀取AT