公交车管理系统上位机设计论文

公交车管理系统上位机设计论文内容摘要：

Power down， 32 为 SYNC， 第 1623 脚为数据输入 /输出 ， 分别为DSRO、 RINGO、 TXDO、 CTSO、 RTSO、 DTRO 和 DCRO。 其数据口采用电压为 3V 的 CMOS 电平，可通过 AT 命令实现对模块控制和传输短信数据；支持 TEXT 模式和 PDU(protocol data unit)两种短信传输模式；可选传输数据的波特率为 300bit/s~115kbit/s；工作在 EGSM900 和 GMS1800 双频段时接收灵敏度为 101dbm，在开阔地带以基站为中心半径数十公里的 范围内可以可靠接收和发送信息，并可由 AT 命令实现模块重启和故障恢复；工作电压为～ ，有休眠模式，通讯时功耗约为 1～ 2W。 RS232C 串口通信 RS232C 是美国电子工业协会 EIA(Electronic Industry Association)于 1962年公布，并于 1969 年修订的串行接口标准。 它已经成为国际上通用的标准。 它适合于数据传输速率在 0~20200bit/s 范围内的通信，这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号电平、信号线功能、电气特性、机械特性等都做了明确的规定。 目前 ， RS232C 已成为数据终端设备 DTE(Data Terminal Equipment)与计算机和数据通信设备 DCE(Data Communication Equipment) 的接口标准，如Modem。 不仅在远距离通信中要经常用到它，就是两台计算机或设备之间的近距离串行连接也普遍采用 RS232C 接口。 目前 RS232C 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，在 PC 机上的 COM COM2 接口，就是 RS232C 接口。 RS232C 对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都做了规定。 在 TXD 和 RXD 上：逻辑 1 为 3~15V、逻辑 0 为 +3~+15V； 在 RTS、 CTS、 DSR、 DTR 和 DCD 等控制线； 信号有效（接通， ON 状态，正电压）为 +3~+15V； 信号无效（断开， OFF 状态，负电压）为 3~15V。 RS232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与 TTL 以高低电平表示逻辑状态的规定不同，因此，为了能够同计算机接口或终端的 TTL 器件连接，必须在RS232C 与 TTL 电路之间进行电平和逻辑关系的变换，实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。 目前较为广泛地使用集成电路芯片转 换器件， 如 MC148 SN75150 芯片可完成 TTL电平到 EIA 电平的转换，而 MC148SN75154 可实现 EIA 电平到 TTL 电平的转换， MAX232 芯片可完成 TTL 到 EIA双向电平转换，本系统选用 MAX232 芯片实现 TTL 和 EIA 之间的电平转换 [4]。 RS232C 并未定义连接器的物理特性，因此，出现了 DB25 和 DB9 各种类型的连接器，其引脚的定义也 各不相同。 现在计算机上一般只提供 DB9 连接 器，都为公头。 相应的连接线上的串口连接器也有公头和母头之分，如图 3。 作为多功能 I/O 卡或主板上提供的 COM1 和 COM2 两个串行接口的 DB9 连接器它只提供异步通信的 9 个信号引脚，如图 4，各针脚信号功能描述见表 1。 图 3 公头与母头串口连接器 图 4 DB25 和 DB9 串口连接器 表 1 9 针串行口针脚功能 针 脚 符 号 通 信 方 向 功 能 1 DCD 计算机 调制解调器 载波信号检测 2 RXD 计算机 调制解调器 接收数据 3 TXD 计算机 调制解调器 发送数据 4 DTR 计算机 调制解调器 数据终端准备好 5 GND 计算机 = 调制解调器 信号地线 6 DSR 计算机 调制解调器 数据装置准备好 7 RTS 计算机 调制解调器 请求发送 8 CTS 计算机 调制解调器 清除发送 9 RI 计算机 调制解调器 振铃信号提示 AT 命令集 GSM 装置采用 SIEMENS 公司生产的 TC35i，它与 PC 机之间通过标准RS232C 串行口连接，通讯协议是 AT(Attention)指令集。 AT 指令集应属于MODEM 自身通信 的一套规则和标准。 Hayes 公司的 Smart modem 系列产品己成为 MODEM 事实上的标准。 而几乎所有应用于计算机通信的 MODEM 均号称与Hayes Smart modem 兼容。 所谓 Hayes 兼容 MODEM,主要是指它能识别并执行称为 AT 命令的某些命令和命令串。 目前各种 MODEM 除了可以执行最基本的Hayes 命令外，还有自己特有的命令。 在 Hayes公司建立 AT 命令之前， DTE(Digital Terminal Equipment)与 MODEM之间是通过硬件电路来实现直接控制的。 AT 命令的建立使得 DTE 解 脱出来，振铃检测、载波检测、速率选择等等都可以由 MODEM 来完成，此时 TXD 和 RXD不仅仅传输数据，还传送命令。 DTE 发送 AT 命令到 MODEM,MODEM 执行通过 RXD 返回结果给 DTE。 而我们这里的 GSM 模块就极类似一个无线的MODEM。 AT 命令集中几乎所有的指令都以 AT 开始，以回车结尾。 每个命令执行成 功与否都有相应的返回 (返回结果码的类型、格式等可设置 )。 其他一些非预期的信息 (如有人拨号近来，线路无信号等 )，模块将有对应的一些信息提示，接收端可以做相应的处理。 AT 指令集主要有常用命令、呼叫控制命令、网络 服务命令、安全命令、电话簿命令、短消息命令、数据和传真命令等。 该 GSM 远程无线监控系统常用到的一些 AT 命令主要见表 2。 表 2 常用 AT 命令 命 令 功 能 AT+CMGF 选择短消息信息格式： 0PDU。 1文本 (Select SMS message format) AT+CSCA 设置短消息中心地址 (SMS service center address) AT+CMGS 发送短消息 (Send SMS message) AT+CMGL 列出 SIM 卡中的短消息 PDU/TEXT。 0/“REC UNREAD”未读， 1/“REC READ”已读， 2/“STO UNSENT”待发， 3/“STO SENT”已发 AT+CMGR 读取一条短消息 (Read SMS message) AT+CNMI 新短消息收到提示设置 (New SMS message indications) AT+CMGD 删除 SIM 卡内存的短消息 (Delete SMS message) 确认站点 一下是新乡市的主要范围： 东西坐标范围： (’) E—— (’)E，距离9085M。 南北坐标范围： (’) N—— o(’) N，距离 7768M。 东西横跨 6 分，南北纵跨 分，东西每分跨 ，南北每分跨。 市区车速平均为 4M/S，高速可达 6M/S， RCB4H 测量精度为 ，定位信息获取速率为 1Hz；考虑到以上因素，这里采用距离站点 50M 的距离作为该站点的位置，当汽车进入该范围时为站牌传送数据。 这样，当汽车每分钟发一次位置信息， 100M 的距离内汽车一定会发送一次信息 ，这期间 RCB4H 可以获取信息而不至于忽略站点。 NMEA 采用 ASCII 编码传送信息， ASCII 中数字为 BCD 码添加加上高四位3H， latitude 数据格式为 ， longitude 数据格式为 ，d 代表度， m 代表分，新乡市的坐标在度上没有变化，只需比较分。 十米东西跨度大约为 分（经度），南北跨度大约为 分（纬度），而城市公交路线一般为直线，所以可以采用分别比较的经纬度的方法，这种方法比较简单，但是不精确，程序流程如图 5 所示。 如果街道比较弯曲 可以采用下面比较精确的距离运算方法确定距离某站 xx 还有多远。 22 ] 8 3 9)0[(] 5 1 4)0[(  l at i t ud e xl at i t ud el on gi t ud e xl on gi t ud eD （ 1） D—— 汽车与 X 站点的距离 Longitude0—— 汽车当前经度 Latitude0—— 汽车当前纬度 LongitudeX—— X 站点的经度 LatitudeX —— X 站点的纬度 图 5 确认站点程序流程图 PDU 模式及中文短信息的编 短信收发的编码格式一共有三种： Block 模式 , Text 模式和 PDU(protocol description unit)模式。 其中 Block Mode 已经逐渐被淘汰，目前很少用了。 Text Mode 是纯文本方式，可使用不同的字符集，从技术上说也可用于发送中文短消息，但国内手机基本上不支持，主要用于欧美地区。 PDU Mode 被所有手机支持，可以使用任何字符集，这也是手机默认的编码方式。 Text Mode 比较简单，而且不适合做自定义数据传输，我们就不讨论了。 下面介绍的内容，是在 PDU Mode下发送和接收短消息的实现方法。 PDU 串表面上是一串 ASCII 码，由 “ 0” “ 9”、“ A” “ F” 这些数字和字母组成。 它们是 8 位的十六进制数，或者 BCD 码十进制数。 PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其他信息，如 SMS 服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。 发送和接收的 PDU 串，结构是不完全相同的。 经度差值’ 纬度差值’ 到 达 xx 站 读取 GSM 信息 返回 Y Y N N 我们先用两个实际的例子说明 PDU 串的结构和编排方式。 例 1，发送一条 PDU格式的中文短信息， 地区的 SMSC 号码是（短信中心号码） +8613800371500，目标号码 +8615939026810，短信息内容是 “ 你好。 ”， 则从单片机发送到 GSM 模块的 PDU 串可以 是“ 0891683108301705F011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”， 如果使用默认的短信中心号码则 PDU 串可以是： “ 0011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”。 对照 PDU 编码的规范，各段含义如表5 所示。 例 2，接收一条短信息， SMSC 号码是（短信中心号码） +8613800371500，对方号码是 +8615893810886，则从 GSM 模块读取的 PDU 串为： “ 0891683108301705F0240D91685198830188F6000880401001156423064F60597DFF01”， 表 6列出了对该 PDU 串的详细解释。 表 3 发送 PDU 串分析 分段 含义 说明 08 SMSC 短信中心地址长度 共 8 个 8 位字节包含 91 91 SMSC 地址格式 用国际格式号码（在前面加 “+”） 683108301705F0 SMSC 短信中心号码 8613800371500 字节翻转后补 “F”凑成偶数个 11 基本参数（ TPMTI/VFP） 发送 TPVP，用相对格式 00 消息基准值（ TPMR） 0 0D 目标号码长度 共 13 个十进制数（ 不包含 91， “F”） 91 目标地址格式 用国际格式号码（在前面加 “+”） 685139096218F0 目标号码 8615939026810，补 “F”凑成偶数个 00 协议标示（ TPPID） 普通 GSM 类型，点对点方式 08 用户信息编码方式（ TPDSC） 8bit 编码 01 短消息有效期（ TPVP） (VP+1)*5 分钟 06 用户信息度（ TPUDL） 实际长度 6 个字节 4F60597DFF01 用户信息（ TPUD） “你好。 ”Unicode编码 从 表 3 和表 4 的 内容我们可以看 出： （ 1）若基本参数的最高位 (TPRP)为 0， 则没有回复地址的三个段。 从 Inter上发出的短消息常常是这种情形。 （ 2） SMSC 号码、手机号码和时间的表示方法，不是按正常顺序顺着来的，而是按照先存放 低 位字节后存放高位字节的规则形成的，而且要加 “ F” 将奇数补成偶数。 在 PDU 模式中，可以采用三种编码方式来对发送的内容进行编码，它们是UTF UTF8 和 UCS2 编码。 （ 1） UTF7 编码用于发送普通的 ASCII 字符，它将一串 7 位的字符 (ASCII码表示形式 )编码成 8 位的二进制数据，每 8 个字符可 “ 压缩 ” 成 7 个， UTF7 处理 ASCII 字符的时候需要做 “ 补位 ” 处理。 补位规则 :将后一字节的从尾取位补在前一字节的头 ， 补满。