基于北斗导航的校车监控系统的设计(编辑修改稿)

基于北斗导航的校车监控系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

理的利用监控人员，不至于造成某些人员无事可干的 现象，又防止事故发生时无人监控的现象等等方面还尚有不足，另外由于我国处于发展阶段，资金问题也是一个考虑的问题，本系统则是对以上情况设计的。 本文的主要工作 STM32F4 核心平台各功能模块能正常运行；对一些突发事件，如超速、空气质量、超载等情况能实时做出处理； Labview 平台设计的系统能实时接收数据并处理数据，在地图上能显示校车的正确位置，且有不同的显示比例，能够更加精准的得到校车的位置，便于管理员监控管理。 本文 基于 北斗导航的校车监控系统的设计。 论文的主要研究内容与结构安排如下： 第 1 章，介绍了课 题的研究背景和国内外研究现状。 第 2 章，系统方案设计。 第 3 章，系统设计与实现。 第 4 章，系统测试。 第 5 章，总结和展望。 湖南理工学院毕业设计 (论文 ) 3 第二章 系统方案设计 系统总体方案 本设计系统以 STM32F4 为控制 核 心，综合考虑了 STM32F4 的性能、系统成本及实际使用等方面 的因素。 同时考虑操作简单、方便，设计了基于北斗导航的校车监控系统。 该系统由：核心器 件 STM32F密码按键、液晶、 GSM 短息接发模块、 GPS 导航模块，测温湿度模块，测翻撞模块，后台监控系统等组成。 系统可分为上位机跟下位机。 系统总体结构如图 所示。 图 系统总体结构 下位机总体结构如图 所示。 图 下位机总体结构 湖南理工学院毕业设计 (论文 ) 4 上位机总体结构如图 所示。 图 上位机总体结构 系统功能介绍 以 STM32F4 为核心，通过密码验证模块，判断驾驶员是否是这辆车的司机；若驾驶人资格检测未通过而开启了汽车， GPRS 模块将发送短信给相关部门报告其位置。 以 北斗模块为核心进行测速，设计超速语音报警系统。 通过 3 轴线性加速器了解校车不同方位的加速度，以实现对校车是否翻车进行监控等功能。 通过温度及空气质量传感器 ，感应车内的温度及空气质量，通过红外对管模块实现人数检测，进而了解是否超载，另外，当发生超速、超载、翻车等事件时，系统将通过 GPRS 模块，通过 GPRS 传输的形式向后台发送校车当前坐标、速度和人数等信息；后台得到 GPRS 模块传来的数据后，可自动显示出校车的位置，并对校车内的情况做出相关报告，从而实现管理与监控。 主控芯片介绍 本系统主控芯片为 STM32F4。 该芯片 程序零延迟是由于先进的技术，使工作效率大大提高，从而充分发挥了 cortextm4 性能。 同时它和 STM32F2 系列产品兼容，方便用户扩展兼容 性或升级意法半导体的产品，并保持硬件兼容性。 具备了新的 DSP 和 FPU 指令，高达 168 MHZ 的性能将数字信号控制器的应用与产品的快速开发提升到了一个新的台阶。 加强控制代码执 行速度和算法的效率。 采用先进技术和自适应实时加速器，从而能够并行处理程序执行与数据传输 ,而数据传输速度可以达到 90nm 工艺 ， 使用 ST 的 ART 加速器使得其性能大幅提高， FLASH湖南理工学院毕业设计 (论文 ) 5 存储器存储能力达到 1MB，硬件处理器定时器最大频率可达 168MHz，拥有随机数发生器高达 32 位和 32 位 RTC 拥有日历功能 ，工作电压最低可达 ，最高电压可达 ， SPI 速度可达 ， 高效的执行速率为本系统的实时性提供了保障，也正因为此原因我们选择了它。 其最小系统如图 所示 ： 图 STM32最小系统图 湖南理工学院毕业设计 (论文 ) 6 第 三 章 系统设计与实现 硬件电路设计 密码按键模块 司机必须输入密码才能使用校车，开车前得在液晶随机显示出 10 个按键上输入密码，当连续 3 次输入错误密码，就只有管理员才能开启。 当处理器判断密码正确，然后通过继电器 打开电磁锁，从而达到校车锁的目的。 其原理如图 所示。 图 人数检测模块 采用红外对管来实现人数检测，当红外发射管发射红外线照射红外接收管时，红外接收管的电阻比无红线外线照射的时候小，与其串联的的电阻所分的电压就会变大，在接收管的内部集成了一个电压比较器与其相连，这样再通过与一个基准电压比较，电压比较器输出高电平，反之则输出低电平。 将这个外部电平信号送入 CPU 处理，最后在 tft9320 的液晶 上可以看到当前的人数。 人数检测原理图如下图 所示 ，在校 车门边安装两个红外对射管，通过红外对射管检测到的顺序不同来确定上下车。 图 人数检测 Q12N3904D1LED0R3270GNDR6Q22N3904D2LED0R7270GNDR10GNDC6Capc5100ur1100r427kGNDC10Capc9100ur8100r927k12P1Header 2VCCGND12P3Header 2123P2jie shou guan 1123P4jie shou guan2TRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U2NE555NVCCGND3OUT2IN1TAB4U1GND100pFC3100pFC4CapC210uFC122uFGNDVCCGNDC7103C81021KR58K1KR219KGNDGNDGNDoutoutoutRes1Res1GND湖南理工学院毕业设计 (论文 ) 7 温湿度检测模块 DHT11 是种采用数字信号输出方式的，且已经校对好的的温湿度复合型数字温湿度传感器。 其拥有高可靠性和长时间稳定性得益于其专门技术。 该传感器由一个电阻传感器，湿度传感器和一个温度测量元件，并连接到一个 8 位的 CPU，高性能。 从而该产品拥有优良的品质，超快速响应，高性价比和强大的抗干扰能力。 DHT11 传感器在极其精准的湿度校准实验室校对好。 校准系数存储在 OTP存储 器中，当检测信号处理时，在传感器内部要调用校准系数来处理。 芯片采用串行单线接口，从而使得系统变得简单，快捷。 同时具备体积小、功耗低 、传输信号距离可达 20 米的特点，进而应用的十分广泛。 其原理图如图 所示 ： 图 DHT11原理图 其时序图如图 所示 ： 图 DHT11时序图 北斗模块 系统使用的是北京时代科技有限公司。