gprs的道路监控设备的感知(附件)
本设计提出一种基于GPRS的道路监控设备的感知装置的软件设计系统，完成了该系统的硬件设计和软件设计，本设计可以采集某个节点的电流、温度、湿度，然后通过GPRS的通信方式传输到服务器，然后通过接收端接收数据，并且将数据传到上位机界面进行显示，并且，还有电流过大自动重启设备和温湿度异常时手动重启设备的功能。此系统采用了GPRS通信模块和LCD1602显示器，主控单元采用32位的的高性能STM32处理器，此设计采用先模块化调试，再综合的方式。先把各个子模块都调试通过，然后组合起来联合调试，最后再测试实物的性能，调试实物。关键词 道路监控，GPRS ，LCD1602，STM32
目 录
1 引 言 1
1．1 课题研究背景及意义 1
1．2 国内外发展现状 1
2 课题总体方案设计 3
2.1 系统总体分析 3
2.2 方案设计 3
3 器件选型 5
3.1 单片机选型 5
3.2 GPRS通信模块选型 6
3.3 温湿度模块选型 6
3.4 显示模块选型 7
3.5 电流模块选型 7
3.6 电平转换模块选型 7
3 硬件设计 8
3.1 硬件总体设计 8
3.2 下位机数据采集终端的硬件设计 8
3.3 数据接收端的硬件设计 19
4 程序设计 19
4.1 系统程序结构 19
4.2 下位机数据采集模块程序设计 26
5 硬件电路制作和调试 29
5.1 制作 29
5.2 调试 30
5.3 结果显示 32
总结和展望 37
致 谢 38
参考文献 39
1 引 言
社会的发展越来越快，一切都在变化，科技的发展日新月异，一切都在朝着智能化和无线化的方面发展。传统的依靠人去一点点监测费时间，而且效率低下，急需一种新型的快捷的监测方式[1]。本系统针对这个问题，设计了一种基于GPRS通信的道路监控设备的感知装置的软件设计，可以实时的监测道路监控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
设备的电流、温湿度等数据，而且在数据异常时可以手动控制监测设备的处理器重启。
1．1 课题研究背景及意义
上个世纪90年代，美国总统发表了一篇题为“数字地球：21 世纪认识地球的方式（The Digital Earth：Understanding our planet in the 21st Century）”的讲演，他首先提出了“数字地球”（Digital Earth）的新概念。
一直到2007年的年底,中国的高速公路总的通车里程已经超过万公路,仅次于美国,位居世界第二。随着我国高速公路的快速的发展，道路的监控需要更加的智能化，不仅仅再用以前的人工方式进行监控管理，我国目前高速公路的管理与发达国家还存在着较大的差距，存在着很多的不足之处需要去解决，我国还存在着
“重建设、轻运营”,“重收费、轻维护”的现象,造成了我国当前高速公路道路监控设备的感知装置仍然处于“应急救险”的初等水平。随着我国经济发展的速度，对高速公路道路监控设备的要求也会越来越高，基于这种情况，本课题设计了一种对道路监控设备的感知，大大的提高了智能化[2]。
1．2 国内外发展现状
发达国家的高速公路发展的时间相对于国内来说早了很多，他们正处于一种技术、管理、运营体系都失分成熟的阶段，发达国家的检测系统完善程度也很高。他们的检测系统最早可以追溯到二十世纪末，欧美、日本等发达国家将智慧交通提上了日程，在检测系统中使用通讯技术、计算机技术、机械设计制造及其自动化技术等。随着这些技术的逐渐的发展成熟也让过去的监控系统得到了质的飞跃。为了提高系统的稳定性，增加维护以及功能扩展等新的要求，减小编程难度，所以要用分布式网络管理方法去取代过去单一的计算机集中处理技术[3]。在通讯技术方面，由于光缆的发明，其损耗低，速度快，基本绝缘，频带宽等优点，当数据量大的时候，如视频，语音传输等，光缆优势就更加明显。所以不少检测系统已使用光缆取代原先的电缆或者电话线。
相较于发达国家的高速的发展状态，我国的高速公路的发展还有很长很长的一段路要走，首先，我国高速公路的分布很不均匀，东部沿海地区的高速公路的发展由于经济的因素，发展的十分的迅速，这就导致道路监控设备更新的速度赶不上高速公路，对道路监控设备的感知更是远远的落后于发达国家，很多的道路监控设备出现损坏或者异常时，只能靠人工的定期排查，这样就非常的繁琐以及工作量非常的大并且检查的成本非常的高。在中部地区，高速公路的发展状况不是很好，有很多地方的高速公路还没有建成，更说明了道路监控设备的不完善，对道路监控设备的感知更加的不全面，管理和维护的成本更高。在西部地区，由于经济和地理位置以及气候环境的影响，高速公路的发展很艰难，道路监控装置由于环境等原因也一直无法布置全面，对道路监控装置的感知基本处于没有的状态，对道路监控装置的管理和维修更加的艰难。所以，一方面，我国需要大力的发展中部地区和西部地区的高速公路以及高速公路的感知装置，另一方面，我国还需要致力于研究对道路监控设备的感知，实现对高速公路管理的智能化，大大的减小管理与维修的费用。
从获取数据层面而言，国内外已有研究报告可知，目前桥梁、公路、隧道所采用的感知装置传感器有不少相同之处。常见的传感器有：加速度传感计、温湿度传感器、全球定位系统、距离传感器、光纤光栅、电压传感器等，获取的数据包括压力、风力、温湿度及水位等环境信息。
在串口通信中，关键是通过串口通信的数据传输平台采集传感器数据。检测终端上位机软件部分采用Visio Studio开发，Visio Studio环境下提供了很多种类的窗体控件。Visio Studio通讯控件能够实现串行通信的基本功能，能将数据发送到串口或者从串口获取数据。程序开发周期短，编程调试便利，用户仅需编写检测系统对应的属性和方法，无需关注数据传输中底层操作过程，用户和程序间就能便捷实现异步通信[4]。通讯控件能通过串口为程序提供收发数据的功能，目前在软件开发中已有了普及应用。
目 录
1 引 言 1
1．1 课题研究背景及意义 1
1．2 国内外发展现状 1
2 课题总体方案设计 3
2.1 系统总体分析 3
2.2 方案设计 3
3 器件选型 5
3.1 单片机选型 5
3.2 GPRS通信模块选型 6
3.3 温湿度模块选型 6
3.4 显示模块选型 7
3.5 电流模块选型 7
3.6 电平转换模块选型 7
3 硬件设计 8
3.1 硬件总体设计 8
3.2 下位机数据采集终端的硬件设计 8
3.3 数据接收端的硬件设计 19
4 程序设计 19
4.1 系统程序结构 19
4.2 下位机数据采集模块程序设计 26
5 硬件电路制作和调试 29
5.1 制作 29
5.2 调试 30
5.3 结果显示 32
总结和展望 37
致 谢 38
参考文献 39
1 引 言
社会的发展越来越快，一切都在变化，科技的发展日新月异，一切都在朝着智能化和无线化的方面发展。传统的依靠人去一点点监测费时间，而且效率低下，急需一种新型的快捷的监测方式[1]。本系统针对这个问题，设计了一种基于GPRS通信的道路监控设备的感知装置的软件设计，可以实时的监测道路监控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
设备的电流、温湿度等数据，而且在数据异常时可以手动控制监测设备的处理器重启。
1．1 课题研究背景及意义
上个世纪90年代，美国总统发表了一篇题为“数字地球：21 世纪认识地球的方式（The Digital Earth：Understanding our planet in the 21st Century）”的讲演，他首先提出了“数字地球”（Digital Earth）的新概念。
一直到2007年的年底,中国的高速公路总的通车里程已经超过万公路,仅次于美国,位居世界第二。随着我国高速公路的快速的发展，道路的监控需要更加的智能化，不仅仅再用以前的人工方式进行监控管理，我国目前高速公路的管理与发达国家还存在着较大的差距，存在着很多的不足之处需要去解决，我国还存在着
“重建设、轻运营”,“重收费、轻维护”的现象,造成了我国当前高速公路道路监控设备的感知装置仍然处于“应急救险”的初等水平。随着我国经济发展的速度，对高速公路道路监控设备的要求也会越来越高，基于这种情况，本课题设计了一种对道路监控设备的感知，大大的提高了智能化[2]。
1．2 国内外发展现状
发达国家的高速公路发展的时间相对于国内来说早了很多，他们正处于一种技术、管理、运营体系都失分成熟的阶段，发达国家的检测系统完善程度也很高。他们的检测系统最早可以追溯到二十世纪末，欧美、日本等发达国家将智慧交通提上了日程，在检测系统中使用通讯技术、计算机技术、机械设计制造及其自动化技术等。随着这些技术的逐渐的发展成熟也让过去的监控系统得到了质的飞跃。为了提高系统的稳定性，增加维护以及功能扩展等新的要求，减小编程难度，所以要用分布式网络管理方法去取代过去单一的计算机集中处理技术[3]。在通讯技术方面，由于光缆的发明，其损耗低，速度快，基本绝缘，频带宽等优点，当数据量大的时候，如视频，语音传输等，光缆优势就更加明显。所以不少检测系统已使用光缆取代原先的电缆或者电话线。
相较于发达国家的高速的发展状态，我国的高速公路的发展还有很长很长的一段路要走，首先，我国高速公路的分布很不均匀，东部沿海地区的高速公路的发展由于经济的因素，发展的十分的迅速，这就导致道路监控设备更新的速度赶不上高速公路，对道路监控设备的感知更是远远的落后于发达国家，很多的道路监控设备出现损坏或者异常时，只能靠人工的定期排查，这样就非常的繁琐以及工作量非常的大并且检查的成本非常的高。在中部地区，高速公路的发展状况不是很好，有很多地方的高速公路还没有建成，更说明了道路监控设备的不完善，对道路监控设备的感知更加的不全面，管理和维护的成本更高。在西部地区，由于经济和地理位置以及气候环境的影响，高速公路的发展很艰难，道路监控装置由于环境等原因也一直无法布置全面，对道路监控装置的感知基本处于没有的状态，对道路监控装置的管理和维修更加的艰难。所以，一方面，我国需要大力的发展中部地区和西部地区的高速公路以及高速公路的感知装置，另一方面，我国还需要致力于研究对道路监控设备的感知，实现对高速公路管理的智能化，大大的减小管理与维修的费用。
从获取数据层面而言，国内外已有研究报告可知，目前桥梁、公路、隧道所采用的感知装置传感器有不少相同之处。常见的传感器有：加速度传感计、温湿度传感器、全球定位系统、距离传感器、光纤光栅、电压传感器等，获取的数据包括压力、风力、温湿度及水位等环境信息。
在串口通信中，关键是通过串口通信的数据传输平台采集传感器数据。检测终端上位机软件部分采用Visio Studio开发，Visio Studio环境下提供了很多种类的窗体控件。Visio Studio通讯控件能够实现串行通信的基本功能，能将数据发送到串口或者从串口获取数据。程序开发周期短，编程调试便利，用户仅需编写检测系统对应的属性和方法，无需关注数据传输中底层操作过程，用户和程序间就能便捷实现异步通信[4]。通讯控件能通过串口为程序提供收发数据的功能，目前在软件开发中已有了普及应用。
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