gps车载监控系统的设计研究
目 录
一、 引 言 1
（一）课题研究的背景和意义 1
（二）车辆GPS定位管理系统基本组成 1
（三）本课题主要内容 1
二、车载监控系统的总体方案设计 2
（一）课题的主要设计需求 2
（二）车载监控系统的总体框图设计 2
三、车载终端的硬件系统设计 3
（一）单片机介绍和相关电路设计 3
（二）GPS模块电路设计 5
（三） GSM通信模块电路设计 6
（四） CAN总线通信电路设计 9
（五）LCD液晶显示模块设计 9
（六）串口通信电路设计 10
（七）电源模块电路设计 10
四、车载终端的软件系统设计 12
（一）主程序模块设计 12
（二）GPS定位模块设计 12
（三） CAN通信模块设计 15
（四）LCD液晶显示模块设计 17
总结 18
参考文献 20
致 谢 21
附录A 系统原理图 22
附录B 系统PCB图 23
一、 引 言
（一）课题研究的背景和意义
随着社会的不断的发展和进步，普通老板姓的生活的质量也在逐渐的提高，人们的生活的水平有了很大的提高，特别是最近这几年汽车行业的快速发展，汽车的价格也越来合理。汽车的使用也越来越多家家户户都有了自己的汽车。然而汽车的增加也给城市的交通管理带来的不便，城市车辆管理也出现了很多的问题。例如道路上交通拥挤、路上的交通事故也越来越多，还有一个问题就是偶尔会有车辆被盗的事情发生。然而城市交通系统是一个非常庞大的系统想解决这个问题也不是很容易就可以解决的。因此根据这种情况设计一款智能车载监控系统具有重要的意义。
（二）车辆GPS定位管理系统基本组成
车辆管理系统的剧本的组成如下：
主要包括设备端，设备端的主要的作用是使用GPS硬件设备连接在车辆的电路上采集信息。通讯端，通讯端得主要的作用是使用GSM/GPRS模块进行无线数据的传输。传网端，传网端得主要的作用是把
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系统想解决这个问题也不是很容易就可以解决的。因此根据这种情况设计一款智能车载监控系统具有重要的意义。
（二）车辆GPS定位管理系统基本组成
车辆管理系统的剧本的组成如下：
主要包括设备端，设备端的主要的作用是使用GPS硬件设备连接在车辆的电路上采集信息。通讯端，通讯端得主要的作用是使用GSM/GPRS模块进行无线数据的传输。传网端，传网端得主要的作用是把GPRS传来的移动网络数据接入到服务器。服务器端，服务器端得主要的作用设置固定的IP和端口接收数据，监控端，主要是提供一个监控界面。系统的组成框图如下图1所示。
图1 车载管理系统组成框图
（三）本课题主要内容
本课题设计的车载监控系统利用GPS接收机根据接全球定位系统收到的当前车辆的信息形成数据包，通过无线通信网络传送到监控中心，监控中心接收数据，依据这些数据，来指挥车辆，从而对车辆的24小时监控。课题对车辆监控系统的功能和组成、?GPS的定位技术和GPRS无线通信做了详细介绍，重点讲解了车载监控终端的设计思路。?
二、车载监控系统的总体方案设计
（一）课题的主要设计需求
汽车是当今最重要和最普及的交通工具已经有越来越多的人在使用，然而在汽车的使用过程中会伴随着很多的问题，例如汽车的保养、故障诊断以及其他各种维修等方面，因此为了能够很好的解决这方面的问题，就需要我们能够对汽车的相关的各种参数信息进行采集，包括汽车的位置信息、发动机转速信息、车胎气压信息、水温信息、电平容量信息等，同时还可以把这些信息上传到监控中心，实现对汽车的集中的监控。为了能够满足这些方面的功能，本次设计了一款基于GPS的车载监控系统。系统实现的功能如下：
（1）能够采集汽车的车辆的位置，通过GPS模块采集汽车的位置信息，通过串口传送给车载监控系统的主控制器。
（2）能够判断汽车当前的工作状态，通过相关的传感器和接口通信电路可以把汽车当前的信息采集出来，包括发动机参数、电平参数等，并且可以通过无线网络上传到服务器。
（3）使用GPRS模块实现车载信息和远程控制中心的通讯功能，实现远程监控。
（4）车载监控终端具有液晶显示屏，可以显示相关的信息。使操作人员可以轻松的对设计进行控制。
（二）车载监控系统的总体框图设计
通过上面对系统的整体的任务的分析和相关的资料的查询，在这里设计了GPS车载监控终端的主要的硬件框图如下图2所示。本次设计的车载监控终端，由单片机作为主控制器、通过先关的接口电路读取汽车的内部信息，使用GPS定位技术实现对汽车的位置的定位。采集的汽车的信息包括汽车的发动机参数、汽车的水温参数、汽车的油位信息、以汽车的车胎压力信息等。将这些采集到得信息使用GPRS方式进行传输，传输到远程的监控中心。GPRS模块还有一个功能就是可以通过手机短信实现对汽车相关功能的设定，读取汽车相关的参数信息。上位机监控中心是使用软件设计的一个服务器监控软件，服务器具有固定的IP地址和固定的端口号，远端的车载监控模块只要通过这固定的IP地址就可以轻松的和远端的服务器监控中心连接，实现数据源的发送和接收，在监控界面上就可以看到车辆的信息。
图2系统的总体框图
在上图2的系统的整体框图中，我们可以看到，本次设计的车载GPS监控系统主要是由六部分组成的：
（1）单片机部分：单片机是系统的核心，系统的大脑，通过在单片机中编写控制程序，实现对各个模块的控制调节。
（2）GPS模块：GPS模块是用来检测单片机的位置信息的，GPS模块使用单片机的串口进行控制。
（3）液晶显示模块：液晶显示模块的主要做用是用来做一个人机显示界面，可以显示先关的控制信息和汽车的控制参数。
（4）电源模块：电源模块是系统不可缺少的部分，本次主要使用了3.3V，5V，4.2V和12V的电源。
（5）CAN总线模块：在汽车控制中CAN总线协议是必备的协议，CAN总线模块的主要做用是用来和汽车进行通信，采集汽车中的先关的参数。
一、 引 言 1
（一）课题研究的背景和意义 1
（二）车辆GPS定位管理系统基本组成 1
（三）本课题主要内容 1
二、车载监控系统的总体方案设计 2
（一）课题的主要设计需求 2
（二）车载监控系统的总体框图设计 2
三、车载终端的硬件系统设计 3
（一）单片机介绍和相关电路设计 3
（二）GPS模块电路设计 5
（三） GSM通信模块电路设计 6
（四） CAN总线通信电路设计 9
（五）LCD液晶显示模块设计 9
（六）串口通信电路设计 10
（七）电源模块电路设计 10
四、车载终端的软件系统设计 12
（一）主程序模块设计 12
（二）GPS定位模块设计 12
（三） CAN通信模块设计 15
（四）LCD液晶显示模块设计 17
总结 18
参考文献 20
致 谢 21
附录A 系统原理图 22
附录B 系统PCB图 23
一、 引 言
（一）课题研究的背景和意义
随着社会的不断的发展和进步，普通老板姓的生活的质量也在逐渐的提高，人们的生活的水平有了很大的提高，特别是最近这几年汽车行业的快速发展，汽车的价格也越来合理。汽车的使用也越来越多家家户户都有了自己的汽车。然而汽车的增加也给城市的交通管理带来的不便，城市车辆管理也出现了很多的问题。例如道路上交通拥挤、路上的交通事故也越来越多，还有一个问题就是偶尔会有车辆被盗的事情发生。然而城市交通系统是一个非常庞大的系统想解决这个问题也不是很容易就可以解决的。因此根据这种情况设计一款智能车载监控系统具有重要的意义。
（二）车辆GPS定位管理系统基本组成
车辆管理系统的剧本的组成如下：
主要包括设备端，设备端的主要的作用是使用GPS硬件设备连接在车辆的电路上采集信息。通讯端，通讯端得主要的作用是使用GSM/GPRS模块进行无线数据的传输。传网端，传网端得主要的作用是把
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
系统想解决这个问题也不是很容易就可以解决的。因此根据这种情况设计一款智能车载监控系统具有重要的意义。
（二）车辆GPS定位管理系统基本组成
车辆管理系统的剧本的组成如下：
主要包括设备端，设备端的主要的作用是使用GPS硬件设备连接在车辆的电路上采集信息。通讯端，通讯端得主要的作用是使用GSM/GPRS模块进行无线数据的传输。传网端，传网端得主要的作用是把GPRS传来的移动网络数据接入到服务器。服务器端，服务器端得主要的作用设置固定的IP和端口接收数据，监控端，主要是提供一个监控界面。系统的组成框图如下图1所示。
图1 车载管理系统组成框图
（三）本课题主要内容
本课题设计的车载监控系统利用GPS接收机根据接全球定位系统收到的当前车辆的信息形成数据包，通过无线通信网络传送到监控中心，监控中心接收数据，依据这些数据，来指挥车辆，从而对车辆的24小时监控。课题对车辆监控系统的功能和组成、?GPS的定位技术和GPRS无线通信做了详细介绍，重点讲解了车载监控终端的设计思路。?
二、车载监控系统的总体方案设计
（一）课题的主要设计需求
汽车是当今最重要和最普及的交通工具已经有越来越多的人在使用，然而在汽车的使用过程中会伴随着很多的问题，例如汽车的保养、故障诊断以及其他各种维修等方面，因此为了能够很好的解决这方面的问题，就需要我们能够对汽车的相关的各种参数信息进行采集，包括汽车的位置信息、发动机转速信息、车胎气压信息、水温信息、电平容量信息等，同时还可以把这些信息上传到监控中心，实现对汽车的集中的监控。为了能够满足这些方面的功能，本次设计了一款基于GPS的车载监控系统。系统实现的功能如下：
（1）能够采集汽车的车辆的位置，通过GPS模块采集汽车的位置信息，通过串口传送给车载监控系统的主控制器。
（2）能够判断汽车当前的工作状态，通过相关的传感器和接口通信电路可以把汽车当前的信息采集出来，包括发动机参数、电平参数等，并且可以通过无线网络上传到服务器。
（3）使用GPRS模块实现车载信息和远程控制中心的通讯功能，实现远程监控。
（4）车载监控终端具有液晶显示屏，可以显示相关的信息。使操作人员可以轻松的对设计进行控制。
（二）车载监控系统的总体框图设计
通过上面对系统的整体的任务的分析和相关的资料的查询，在这里设计了GPS车载监控终端的主要的硬件框图如下图2所示。本次设计的车载监控终端，由单片机作为主控制器、通过先关的接口电路读取汽车的内部信息，使用GPS定位技术实现对汽车的位置的定位。采集的汽车的信息包括汽车的发动机参数、汽车的水温参数、汽车的油位信息、以汽车的车胎压力信息等。将这些采集到得信息使用GPRS方式进行传输，传输到远程的监控中心。GPRS模块还有一个功能就是可以通过手机短信实现对汽车相关功能的设定，读取汽车相关的参数信息。上位机监控中心是使用软件设计的一个服务器监控软件，服务器具有固定的IP地址和固定的端口号，远端的车载监控模块只要通过这固定的IP地址就可以轻松的和远端的服务器监控中心连接，实现数据源的发送和接收，在监控界面上就可以看到车辆的信息。
图2系统的总体框图
在上图2的系统的整体框图中，我们可以看到，本次设计的车载GPS监控系统主要是由六部分组成的：
（1）单片机部分：单片机是系统的核心，系统的大脑，通过在单片机中编写控制程序，实现对各个模块的控制调节。
（2）GPS模块：GPS模块是用来检测单片机的位置信息的，GPS模块使用单片机的串口进行控制。
（3）液晶显示模块：液晶显示模块的主要做用是用来做一个人机显示界面，可以显示先关的控制信息和汽车的控制参数。
（4）电源模块：电源模块是系统不可缺少的部分，本次主要使用了3.3V，5V，4.2V和12V的电源。
（5）CAN总线模块：在汽车控制中CAN总线协议是必备的协议，CAN总线模块的主要做用是用来和汽车进行通信，采集汽车中的先关的参数。
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