物流车辆远程状态监控系统终端设计(源码)
设计了一种基于北斗定位和OBD诊断技术的物流车辆远程状态监控车载终端，完成了样机制作和现场测试。该终端由微控制器、北斗定位模块、数据传输模块和OBD接口等模块组成，实现了对物流车辆的位置、冷却液温度、发动机转速、速度、故障码等状态信息的远程实时监测。并把所获得的车辆状态信息通过数据传输单元发送至远程服务器端，达到了远程监测物流车辆实时状态的目的。测试结果表明，车载终端运行稳定，实现预期目标。关键词 物流车辆，远程状态监控，车载诊断，北斗目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究及发展现状 1
2 系统设计方案 3
2.1 系统组成 3
2.2 工作原理 3
3 硬件设计 4
3.1 硬件总体设计 4
3.2 电源电路设计 4
3.3 微控制器模块设计 6
3.4 数据传输单元电路设计 9
3.5 卫星定位电路设计 10
3.6 OBD接口电路设计 11
3.7 PCB设计 17
4 程序设计 18
4.1 程序总体设计 18
4.2 配置层程序设计 19
4.3 模块驱动层设计 20
4.4 应用层程序设计 26
5 系统测试 28
5.1 硬件测试 28
5.2 程序测试 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
附录A 主要代码 37
附录B 实用新型申请材料 47
B 1 权利要求书 47
B 2 说明书 48
B 3 说明书附图 53
B 4 说明书摘要 55
B 5 摘要附图 56
引言
课题研究背景及意义
本课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
物流行业在我国国民经济中占据着无可替代的地位[1]，尤其是电子商务的蓬勃发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
B 3 说明书附图 53
B 4 说明书摘要 55
B 5 摘要附图 56
引言
课题研究背景及意义
本课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
物流行业在我国国民经济中占据着无可替代的地位[1]，尤其是电子商务的蓬勃发展，使物流行业越来越受到人们的重视。目前，除了少数大型的专业物流公司，如沃尔玛、海尔集团在物流车辆运行运输过程中，对车辆位置进行监控，中小物流企业在车辆监控方面存在很大的不足。另外，投入使用的物流车辆远程监控车载终使用GPS技术实时监测车辆位置，不能对车辆的发送机转速、冷却液温度等状态进行实时监测。
本课题针对现有物流车辆远程监控系统车载终端监测信息单一的情况，设计了一款基于北斗定位和OBD诊断技术的物流车辆远程监控系统车载终端，它将对车辆位置、车速、冷却液温度、气节门绝对位置等状态进行实时监测，并将车辆状态信息传送到远程服务器，极大丰富了物流车辆远程监控系统的信息维度，为物流车辆远程监控系统功能的拓展奠定了坚实的基础。
国内外研究及发展现状
车辆监控系统最早出现于二十世纪六十年代。上世纪七十年代，美国、日本等发达国家研究发展了侧重于导航、道路疏导的车辆监控系统。随着GPS/GIS技术的发展，以GPS定位技术为中心的车辆监控车载终端得到广泛应用[2]。OBD、ECU等汽车电子技术的发展使得获取车辆状态信息越来越全面、方便[3]。物流车辆远程状态监控车载终端将向着多功能的方向发展。
车辆远程状态监控车载终端主要解决两个问题，一是如何获取车辆的状态信息，二是怎样把获取到的数据发送出去。目前，获取车辆状态信息的渠道可分为以下四个方面。第一，卫星定位技术。通过卫星定位可获取物流车辆当前位置信息。目前，全球范围内使用最广泛的卫星定位系统是GPS。另外，在车辆定位导航方面，北斗卫星导航定位系统也得到越来越普遍的应用[4]。第二，视频监控技术。视频作为一种多媒体，具有信息量大，直观真实反映车里车外状况的优点[5]。第三，OBD[6]系统。OBD是车载自诊断系统，美国汽车工程师协会于1988年制定了统一标准OBD II[7]。通过与车辆OBD系统通信，可得到发动机转速等车辆状态信息。第四，传感器技术。在车辆上面安装相应的传感器以获取车辆特定状态信息，例如飞思卡尔公司于2008年推出的胎压监视传感器MPXY8020A，它能实时监测汽车轮胎胎压。
数据传输是物流车辆远程监控车载终端需要解决的第二个问题。由于物流车辆位置游移不定，无线数据传输技术成为首要选择。WiFi、ZigBee、BlueTooth、WSN、移动通信等无线传输技术被应用于物流车辆状态监控[8-11]。相比较而言，前三种无线通信技术通信距离有限，而移动通信技术具有全球性、实时性好、稳定可靠等无可比拟的优点。由于物流车辆行驶速度快，在行驶过程中，车辆间距变化大，将WSN用于车辆状态监控有较大的局限性。适用性较强的物流车辆远程状态监控车载终端远程数据传输方案有两种。一是GPRS通信。在终端设计时直接使用SIM900等移动通信模块，车载终端直接与远程服务器建立通信链路，进行数据传输。二是蓝牙和GPRS混合通信[12]。把手机作为车载终端与远程服务器连接的桥梁，首先车载终端使用BlueTooth等短距离无线通信技术，将数据传输到手机，通过手机将数据发送至远程服务器[13]。
在国外，英国、美国等对物流车辆远程监控车载终端做了大量的研究与实践。例如，英国物流公司UnipartLogistic将FRID、GPS、GPRS技术应用于物流车辆的监控车载终端[14]。美国Ashraf Tahat、Ahmad Said等人则通过对车组网的研究来实现对车辆的远程监控。车组网VANETs主要由具备计算、传感和无线通信能力的智能车与路边接入单元（RSUs）共同组成，通过IEEE 802.11p短距离通信技术实现车与车、车与RSU的通信，再经过现有成熟的WiMAX、4G等远程通信技术从而实现对车辆的远程监控。Ashraf Tahat等人通过OBD系统获取对车辆进行远程监测，但其研究方向为远程车辆故障诊断[15]。
目前，国内的物流车辆监控车载终端多采用GPS、视频监控等技术以达到实时调度、远程监控等目的。现行的物流车辆监控与调度系统，在车载终端配备GPS卫星定位模块，通过中国移
1 引言 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究及发展现状 1
2 系统设计方案 3
2.1 系统组成 3
2.2 工作原理 3
3 硬件设计 4
3.1 硬件总体设计 4
3.2 电源电路设计 4
3.3 微控制器模块设计 6
3.4 数据传输单元电路设计 9
3.5 卫星定位电路设计 10
3.6 OBD接口电路设计 11
3.7 PCB设计 17
4 程序设计 18
4.1 程序总体设计 18
4.2 配置层程序设计 19
4.3 模块驱动层设计 20
4.4 应用层程序设计 26
5 系统测试 28
5.1 硬件测试 28
5.2 程序测试 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
附录A 主要代码 37
附录B 实用新型申请材料 47
B 1 权利要求书 47
B 2 说明书 48
B 3 说明书附图 53
B 4 说明书摘要 55
B 5 摘要附图 56
引言
课题研究背景及意义
本课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
物流行业在我国国民经济中占据着无可替代的地位[1]，尤其是电子商务的蓬勃发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
B 3 说明书附图 53
B 4 说明书摘要 55
B 5 摘要附图 56
引言
课题研究背景及意义
本课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
物流行业在我国国民经济中占据着无可替代的地位[1]，尤其是电子商务的蓬勃发展，使物流行业越来越受到人们的重视。目前，除了少数大型的专业物流公司，如沃尔玛、海尔集团在物流车辆运行运输过程中，对车辆位置进行监控，中小物流企业在车辆监控方面存在很大的不足。另外，投入使用的物流车辆远程监控车载终使用GPS技术实时监测车辆位置，不能对车辆的发送机转速、冷却液温度等状态进行实时监测。
本课题针对现有物流车辆远程监控系统车载终端监测信息单一的情况，设计了一款基于北斗定位和OBD诊断技术的物流车辆远程监控系统车载终端，它将对车辆位置、车速、冷却液温度、气节门绝对位置等状态进行实时监测，并将车辆状态信息传送到远程服务器，极大丰富了物流车辆远程监控系统的信息维度，为物流车辆远程监控系统功能的拓展奠定了坚实的基础。
国内外研究及发展现状
车辆监控系统最早出现于二十世纪六十年代。上世纪七十年代，美国、日本等发达国家研究发展了侧重于导航、道路疏导的车辆监控系统。随着GPS/GIS技术的发展，以GPS定位技术为中心的车辆监控车载终端得到广泛应用[2]。OBD、ECU等汽车电子技术的发展使得获取车辆状态信息越来越全面、方便[3]。物流车辆远程状态监控车载终端将向着多功能的方向发展。
车辆远程状态监控车载终端主要解决两个问题，一是如何获取车辆的状态信息，二是怎样把获取到的数据发送出去。目前，获取车辆状态信息的渠道可分为以下四个方面。第一，卫星定位技术。通过卫星定位可获取物流车辆当前位置信息。目前，全球范围内使用最广泛的卫星定位系统是GPS。另外，在车辆定位导航方面，北斗卫星导航定位系统也得到越来越普遍的应用[4]。第二，视频监控技术。视频作为一种多媒体，具有信息量大，直观真实反映车里车外状况的优点[5]。第三，OBD[6]系统。OBD是车载自诊断系统，美国汽车工程师协会于1988年制定了统一标准OBD II[7]。通过与车辆OBD系统通信，可得到发动机转速等车辆状态信息。第四，传感器技术。在车辆上面安装相应的传感器以获取车辆特定状态信息，例如飞思卡尔公司于2008年推出的胎压监视传感器MPXY8020A，它能实时监测汽车轮胎胎压。
数据传输是物流车辆远程监控车载终端需要解决的第二个问题。由于物流车辆位置游移不定，无线数据传输技术成为首要选择。WiFi、ZigBee、BlueTooth、WSN、移动通信等无线传输技术被应用于物流车辆状态监控[8-11]。相比较而言，前三种无线通信技术通信距离有限，而移动通信技术具有全球性、实时性好、稳定可靠等无可比拟的优点。由于物流车辆行驶速度快，在行驶过程中，车辆间距变化大，将WSN用于车辆状态监控有较大的局限性。适用性较强的物流车辆远程状态监控车载终端远程数据传输方案有两种。一是GPRS通信。在终端设计时直接使用SIM900等移动通信模块，车载终端直接与远程服务器建立通信链路，进行数据传输。二是蓝牙和GPRS混合通信[12]。把手机作为车载终端与远程服务器连接的桥梁，首先车载终端使用BlueTooth等短距离无线通信技术，将数据传输到手机，通过手机将数据发送至远程服务器[13]。
在国外，英国、美国等对物流车辆远程监控车载终端做了大量的研究与实践。例如，英国物流公司UnipartLogistic将FRID、GPS、GPRS技术应用于物流车辆的监控车载终端[14]。美国Ashraf Tahat、Ahmad Said等人则通过对车组网的研究来实现对车辆的远程监控。车组网VANETs主要由具备计算、传感和无线通信能力的智能车与路边接入单元（RSUs）共同组成，通过IEEE 802.11p短距离通信技术实现车与车、车与RSU的通信，再经过现有成熟的WiMAX、4G等远程通信技术从而实现对车辆的远程监控。Ashraf Tahat等人通过OBD系统获取对车辆进行远程监测，但其研究方向为远程车辆故障诊断[15]。
目前，国内的物流车辆监控车载终端多采用GPS、视频监控等技术以达到实时调度、远程监控等目的。现行的物流车辆监控与调度系统，在车载终端配备GPS卫星定位模块，通过中国移
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