车载gps定位及信息查询系统的
摘 要随着社会经济和科技的快速发展，城市化水平越来越高，人们对物质生活的追求也越来越高，机动车保有量迅速增加，尽管一些地方因为城市车辆达到“饱和”或出于环保的原因出台了“限购令”，但中国作为一个拥有13亿人口的大国，其汽车市场具有无限的潜力，特别是近几年随着混合动力汽车和新能源汽车产业的兴起，再加上政府对购买新能源汽车的扶持力度加大，中国的汽车市场又再次活跃起来。伴随着汽车产业的发展，交通拥挤、交通事故救援、交通管理等问题也已经成为世界各国面临的共同难题。在此大背景下，充分利用数据通信传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术等多项高科技技术的集成及应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现出来，这种解决交通问题的方式就是车联网。本毕设所做的是车联网车载终端的一个雏形，应用物联网中“GPRS+GPS”的经典模型，GPS获取事件发生的时间和地点，外加其他传感器，即可获取事件的内容，再通过GPRS将事件发生的时间、地点和内容三大要素发送到服务器。凭借STM32多串口优势搭载OBDII模块使用CAN_BUS协议对汽车进行实时信息查询及故障诊断。一方面通过GPRS把采集到的信息传回后台数据库进行云存储方便大数据的分析和处理；另一方面用户通过低功耗BLE4.0与车辆建立wireless无线连接，在行车过程中可实时查询车况信息，对此实现“线上线下”车辆信息的无缝对接。
Key words: Vehicle networking；GPS Positioning；GPRS transmission；BLE 4.0；OnBoard Diagnostics;CAN_BUS protocol；Information Inquire 目录
摘要 ........................................................................................................................I
ABSTRACT ........................................................................................................II
第1章 绪论 1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
1.1 课题背景与意义 1
1.2 课题分析 2
1.2.1 课题的主要工作 2
1.2.2 论文的结构 3
1.3 本章小结 3
第2章 车载GPS定位及信息查询系统的规划设计 5
2.1 车联网系统原理分析 5
2.2 总体设计规划 6
2.3 系统设计模块分解 8
2.3.1 系统控制电路 8
2.3.2 定位模块 8
2.3.3 通信模块 8
2.3.4 汽车诊断模块 9
2.3.5 软件系统控制 9
2.4 本章小结 9
第3章 系统控制电路的设计 10
3.1 微控制器电路的设计 10
3.1.1 微控制器的选型 10
3.1.2 微控制器的介绍 10
3.1.3 微控制器的硬件电路设计 13
3.2 电源电路设计 13
3.2.1 车载终端电源分析 13
3.2.2 电源硬件电路设计 14
3.3 本章小结 15
第4章 定位模块的设计 16
4.1 GPS定位研究 16
4.1.1 GPS定位原理 16
4.1.2 GPS定位协议NMEA研究 17
4.1.3 GPS定位模块的选型与介绍 22
4.2 定位模块硬件电路设计 24
4.3 本章小结 25
第5章 通信模块的设计 26
5.1 通信模块功能介绍 26
5.2 移动通信模块设计 26
5.2.1 移动通信研究 26
5.2.2 移动通信模块的选型与介绍 30
5.2.3 移动通信模块硬件电路设计 32
5.3 无线短距离通信模块设计 33
5.3.1 蓝牙通信研究 33
5.3.2 蓝牙模块的选型和介绍 33
5.3.3 蓝牙模块硬件电路设计 34
5.4 本章小结 34
第6章 汽车诊断模块的设计 36
6.1 汽车诊断介绍 36
6.2 汽车诊断OBDII的主流协议研究 36
6.2.1 KWP2000协议研究 37
6.2.2 CAN_BUS协议研究 39
6.2.3 诊断故障码DTCs研究 44
6.2.4 汽车识别VIN码研究 46
6.3 汽车诊断模块电路的设计 49
6.3.1 诊断模块的选型和介绍 49
6.3.2 诊断模块的硬件电路设计 49
6.4 本章小结 50
第7章 软件系统的设计 51
7.1 软件系统介绍 51
7.2 下位机程序的设计与编写 51
7.2.1 开发平台KEIL MDKARM介绍 52
7.2.2 程序实现 53
7.3 上位机程序的设计与编写 55
7.3.1 开发平台Android介绍 55
7.3.2 程序实现 55
7.4 本章小结 59
第8章 总结与展望 60
8.1总结 60
8.2展望 60
参考文献 62
致谢 64
附录 65
1. OBDIIPID命令列表 65
2. 英文文献 74
3. 中文翻译 83
第1章 绪论
1.1 课题背景与意义
本课题依托“河海大学——江苏国光信息产业股份有限公司工程实践教育中心”(国家级实践教育中心)，河海大学与江苏国光合作承担的智能视觉物联网关键技术课题研究。
2010年10月28日，第一届中国国际物联网（传感网）大会上传来消息，汽车移动物联网（车联网）项目将被列为国家重大专项第三专项中的重要项目，相关内容已上报国务院，一期拨款有望达百亿级别，预期2020年实现可控车辆规模达2亿[1]。中国的汽车市场是一个拥有无限潜力的庞大市场，据调查资料显示，2010年全年汽车销量为1806万辆，连续稳坐全球第一宝座，同比增长32.37%。产量为1826.47万辆，同比增长32.44%[2]。伴随着汽车产业的发展，交通拥挤、交通事故救援、交通管理等问题也已经成为世界各国面临的共同难题。在此大背景下，充分利用数据通信传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术等多项高科技技术的集成及应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现出来，这种解决交通问题的方式就是车联网[3]。
车联网系统是指通过在车辆仪表台安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送。系统分为三大部分：车载终端、云计算处理平台、数据分析平台，根据不同行业对车辆的不同的功能需求实现对车辆有效监控管理。车辆的运行往往涉及多项开关量、传感器模拟量、CAN信号数据等等，驾驶员在操作车辆运行过程中，产生的车辆数据不断回发到后台数据库，形成海量数据，由云计算平台实现对海量数据的“过滤清洗”，数据分析平台对数据进行报表式处理，供管理人员查看[4]。
Key words: Vehicle networking；GPS Positioning；GPRS transmission；BLE 4.0；OnBoard Diagnostics;CAN_BUS protocol；Information Inquire 目录
摘要 ........................................................................................................................I
ABSTRACT ........................................................................................................II
第1章 绪论 1
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1.1 课题背景与意义 1
1.2 课题分析 2
1.2.1 课题的主要工作 2
1.2.2 论文的结构 3
1.3 本章小结 3
第2章 车载GPS定位及信息查询系统的规划设计 5
2.1 车联网系统原理分析 5
2.2 总体设计规划 6
2.3 系统设计模块分解 8
2.3.1 系统控制电路 8
2.3.2 定位模块 8
2.3.3 通信模块 8
2.3.4 汽车诊断模块 9
2.3.5 软件系统控制 9
2.4 本章小结 9
第3章 系统控制电路的设计 10
3.1 微控制器电路的设计 10
3.1.1 微控制器的选型 10
3.1.2 微控制器的介绍 10
3.1.3 微控制器的硬件电路设计 13
3.2 电源电路设计 13
3.2.1 车载终端电源分析 13
3.2.2 电源硬件电路设计 14
3.3 本章小结 15
第4章 定位模块的设计 16
4.1 GPS定位研究 16
4.1.1 GPS定位原理 16
4.1.2 GPS定位协议NMEA研究 17
4.1.3 GPS定位模块的选型与介绍 22
4.2 定位模块硬件电路设计 24
4.3 本章小结 25
第5章 通信模块的设计 26
5.1 通信模块功能介绍 26
5.2 移动通信模块设计 26
5.2.1 移动通信研究 26
5.2.2 移动通信模块的选型与介绍 30
5.2.3 移动通信模块硬件电路设计 32
5.3 无线短距离通信模块设计 33
5.3.1 蓝牙通信研究 33
5.3.2 蓝牙模块的选型和介绍 33
5.3.3 蓝牙模块硬件电路设计 34
5.4 本章小结 34
第6章 汽车诊断模块的设计 36
6.1 汽车诊断介绍 36
6.2 汽车诊断OBDII的主流协议研究 36
6.2.1 KWP2000协议研究 37
6.2.2 CAN_BUS协议研究 39
6.2.3 诊断故障码DTCs研究 44
6.2.4 汽车识别VIN码研究 46
6.3 汽车诊断模块电路的设计 49
6.3.1 诊断模块的选型和介绍 49
6.3.2 诊断模块的硬件电路设计 49
6.4 本章小结 50
第7章 软件系统的设计 51
7.1 软件系统介绍 51
7.2 下位机程序的设计与编写 51
7.2.1 开发平台KEIL MDKARM介绍 52
7.2.2 程序实现 53
7.3 上位机程序的设计与编写 55
7.3.1 开发平台Android介绍 55
7.3.2 程序实现 55
7.4 本章小结 59
第8章 总结与展望 60
8.1总结 60
8.2展望 60
参考文献 62
致谢 64
附录 65
1. OBDIIPID命令列表 65
2. 英文文献 74
3. 中文翻译 83
第1章 绪论
1.1 课题背景与意义
本课题依托“河海大学——江苏国光信息产业股份有限公司工程实践教育中心”(国家级实践教育中心)，河海大学与江苏国光合作承担的智能视觉物联网关键技术课题研究。
2010年10月28日，第一届中国国际物联网（传感网）大会上传来消息，汽车移动物联网（车联网）项目将被列为国家重大专项第三专项中的重要项目，相关内容已上报国务院，一期拨款有望达百亿级别，预期2020年实现可控车辆规模达2亿[1]。中国的汽车市场是一个拥有无限潜力的庞大市场，据调查资料显示，2010年全年汽车销量为1806万辆，连续稳坐全球第一宝座，同比增长32.37%。产量为1826.47万辆，同比增长32.44%[2]。伴随着汽车产业的发展，交通拥挤、交通事故救援、交通管理等问题也已经成为世界各国面临的共同难题。在此大背景下，充分利用数据通信传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术等多项高科技技术的集成及应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现出来，这种解决交通问题的方式就是车联网[3]。
车联网系统是指通过在车辆仪表台安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送。系统分为三大部分：车载终端、云计算处理平台、数据分析平台，根据不同行业对车辆的不同的功能需求实现对车辆有效监控管理。车辆的运行往往涉及多项开关量、传感器模拟量、CAN信号数据等等，驾驶员在操作车辆运行过程中，产生的车辆数据不断回发到后台数据库，形成海量数据，由云计算平台实现对海量数据的“过滤清洗”，数据分析平台对数据进行报表式处理，供管理人员查看[4]。
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