【文章內(nèi)容簡介】 并執(zhí)行相應(yīng)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(shè)計(jì)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(jī)、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(jìn)行處理，獲得實(shí)時(shí)車輛行駛經(jīng)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(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)（1）方案一：采用藍(lán)牙傳輸近場(chǎng)無線通訊模塊藍(lán)牙通信方式是一種應(yīng)用十分廣泛的通訊方式，在手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛，無需移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)支持、無需客戶付費(fèi)和低功耗是藍(lán)牙傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)。但是藍(lán)牙通訊技術(shù)距離比較短，手機(jī)內(nèi)藍(lán)牙通訊接收距離一般為十五米以內(nèi)。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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，監(jiān)控中心與車輛的位置一般很遠(yuǎn)且不固定，故藍(lán)牙通訊模塊不適合本設(shè)計(jì)。（2）方案二：采用基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線通訊模塊GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)簡稱 [9]，介于第二代和第三代移動(dòng)通訊技術(shù)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(bào)警信號(hào)的傳輸，且實(shí)用性高，不過使用者需要支付一定的傳輸費(fèi)用。綜合系統(tǒng)的實(shí)際需求以及不同通訊技術(shù)的技術(shù)特性，本設(shè)計(jì)采用GSM/GPRS無線通訊技術(shù)作為系統(tǒng)進(jìn)行無線通訊與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵞K。測(cè)量行駛記錄儀需要通過無線通訊模塊與外界通訊實(shí)現(xiàn)將行車信息和GPS定位信息等發(fā)送至遠(yuǎn)程終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能、遠(yuǎn)程防盜報(bào)警等功能,并根據(jù)設(shè)計(jì)需要還可以實(shí)現(xiàn)接收遠(yuǎn)程終端發(fā)出的短消息或遠(yuǎn)程命令,滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求，按服務(wù)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(chǎng)設(shè)計(jì)的一款雙頻GSM/GPRS模塊。其性能穩(wěn)定、性價(jià)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(shí)現(xiàn)短信息收發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸通訊等功能。SIM900A模塊結(jié)構(gòu)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(jìn)行異步串行通信, 程序上通過發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)AT指令，實(shí)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(jìn)行資費(fèi)的清算。SIM900A支持并不支持電信卡的WCDMA網(wǎng)絡(luò)。SIM900A與SIM接口電路圖如圖38所示：圖37 GSM/GPRS模塊結(jié)構(gòu)圖圖38 SIM900A與SIM接口電路 速度測(cè)量模塊電路設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的車速測(cè)量要求中華人民共和國《汽車行駛記錄儀國家標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T19056．2003)對(duì)車速采集測(cè)量有如下強(qiáng)制規(guī)定：記錄儀應(yīng)能以1s的時(shí)間間隔持續(xù)記錄并存儲(chǔ)車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)單位為千米每小時(shí)，最大測(cè)量速度應(yīng)大于220km/h，行駛速度誤差應(yīng)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(shí)間間隔進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的采集； (2) 行駛速度的測(cè)量范圍為0km/h～220km/h； 車速測(cè)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(guān)量霍爾傳感器，配合磁鋼通過對(duì)汽車車輪的旋轉(zhuǎn)配合磁鋼的作用，使霍爾測(cè)速傳感器產(chǎn)生頻率量的信號(hào)，在通過MSP430F149單片機(jī)的中斷I/O進(jìn)行檢測(cè)處理。測(cè)速模塊電路圖如圖39所示：圖39 測(cè)速模塊電路圖測(cè)量原理：用霍爾傳感器檢測(cè)兩次高電平信號(hào)，算出時(shí)間間隔，即可得出采集汽車車輪轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間T。MSP430單片機(jī)用中斷處理的方式，通過兩次中斷間隔計(jì)算出兩次頻率量間的時(shí)間間隔并得出時(shí)間差T。通過設(shè)立一個(gè)標(biāo)志位flag即可實(shí)現(xiàn)。根據(jù)C/T,便可以計(jì)算出車的速度。 汽車報(bào)警模塊汽車報(bào)警分為防盜報(bào)警與常規(guī)報(bào)警。常規(guī)報(bào)警包括車輛超速報(bào)警、疲勞駕駛報(bào)警等；防盜報(bào)警是基于無線通訊技術(shù)的新型報(bào)警方式，是在未經(jīng)認(rèn)證人員強(qiáng)行啟動(dòng)汽車或車輛被盜情況下的自動(dòng)報(bào)警。報(bào)警方式包括聲光報(bào)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(jié)合了無線通訊功能的防盜報(bào)警模塊的將安全性大大提高。這一新型的防盜報(bào)警機(jī)制也有助于警方追蹤被盜車輛，提高破案效率。本設(shè)計(jì)中報(bào)警裝置主要由車載聲光報(bào)警器、GPRS網(wǎng)絡(luò)以及用戶接收器組成。蜂鳴器報(bào)警電路如圖310所示：圖310 蜂鳴器報(bào)警電路圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件整體設(shè)計(jì)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(shí)器、DS18B液晶、串口通信和SIM900A等模塊，然后再主程序中調(diào)用各個(gè)模塊函數(shù)，輸出到LCD12864上顯示。整體以中斷方式為整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。 主程序流程圖 系統(tǒng)先進(jìn)行主控模塊設(shè)計(jì)，進(jìn)行MSP430單片機(jī)的初始化、各個(gè)模塊初始化和各個(gè)串口初始設(shè)置。首先都是對(duì)MSP43O的設(shè)置,包括430的時(shí)鐘源的選擇,各個(gè)模塊的時(shí)鐘的選擇,各個(gè)內(nèi)部模塊的初始化,以及外部設(shè)備的初始化,然后開啟總中斷,進(jìn)入到主循環(huán)中,由于整個(gè)系統(tǒng)被設(shè)置為中斷驅(qū)動(dòng),因此進(jìn)入主循環(huán)后,就立即進(jìn)入了低功耗模式LPMO,等待中斷喚醒MCU,如無中斷產(chǎn)生,就保持LPMO的狀態(tài)。系統(tǒng)總體流程由中斷驅(qū)動(dòng)，再進(jìn)行各個(gè)模塊的通訊操作，讀取相關(guān)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(shè)計(jì) 測(cè)速子程序設(shè)計(jì)車速程序設(shè)計(jì)采用MSP430單片機(jī)的TIMER_B的定時(shí)器捕獲模式，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度測(cè)量模塊產(chǎn)生開關(guān)量的高低電平，TIMER_B的定時(shí)器捕獲到一次電平變化時(shí)，進(jìn)入定時(shí)器中斷，將此時(shí)的CCR0的值與上次定時(shí)器中斷發(fā)生時(shí)的CCR0值進(jìn)行做出，從而算出車輪旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間，再經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)處理，即可得到此時(shí)的車輛行駛速度。測(cè)速子程序框圖如下圖42所示：圖42 測(cè)速子程序框圖測(cè)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(shè)計(jì)同樣由于MSP430內(nèi)部資源有限的原因，采用了MSP43O內(nèi)部的Timer_A0模擬UART來接受GPS信息。采用MSP430F149單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器TIMERB來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的定時(shí)功能，采用MSP430F149單片機(jī)的TIMERA的捕獲比較功能實(shí)現(xiàn)速度信號(hào)的采集，而采用MSP430F149單片機(jī)的UART0來進(jìn)行與SIM900A的異步串行通信，而采用MSP430F149單片機(jī)的UART1來與GPS進(jìn)行的異步串行通信操作。GPS模塊的主要實(shí)現(xiàn)功能是對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星信息的接收實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的定位。該模塊的主要涉及思路：通過GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，運(yùn)算獲得精度、緯度、衛(wèi)星星歷、速度和方向等信息，再將計(jì)算結(jié)果與航跡推算系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)邦濾波，獲得較精確的定位信息[12]。MSP430F149單片機(jī)與GPS15通訊成功后，GPS15通過UART1將包含位置、測(cè)量精度以及實(shí)時(shí)時(shí)間等信息發(fā)送給MSP430F149，在進(jìn)單片機(jī)的信息處理后將相關(guān)行車信息進(jìn)行顯示與存儲(chǔ)。導(dǎo)航模塊的流程圖如圖43示：圖43 導(dǎo)航模塊程序圖 GSM/GPRS軟件子程序設(shè)計(jì)。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(shè)置ATH掛機(jī)AT+CMGFPDU及Text格式選擇AT+CMGR短信的讀取AT