基于车联网的智能数据采集终端的研制

发布时间：2017-09-06 13:39

  本文关键词：基于车联网的智能数据采集终端的研制

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【摘要】：车联网主要是指将车辆的自身状况与网络进行连接,通过远程对车辆的运行状况进行综合分析,来让用户能够获得更好的驾驶体验。随着新能源车辆行业的发展,车辆驾驶正在向智能化方向迈进。据此,拟自主研发一款基于车联网的智能数据采集终端。终端的设计主要包括硬件电路和嵌入式软件两部分。硬件电路包括电源电路、数字电路、射频模拟电路。其中,电源电路主要包括DC-DC降压电路、DC-DC升压电路、锂电池充电管理电路;数字电路主要包括:以Cortex-M3单片机STM32F103为核心的CPU及其外围电路、GPRS模块电路、北斗/GPS模块电路、震动传感器模块电路、陀螺仪传感器模块电路、驱动电路、通信传输电路;射频模拟电路主要包括GSM射频匹配网络电路、北斗/GPS射频匹配网络电路。系统工作过程为:CPU采集北斗/GPS模块的定位数据、震动传感器的数据、陀螺仪传感器的数据、GPRS模块的基站数据、通信传输电路采集到的车辆发动机及控制器数据,然后对采集的数据进行运算处理,通过TCP/IP协议发送到远程服务器中心;同时CPU侦听服务器的下行命令,检测到合法命令后立即通过驱动电路执行相关命令。嵌入式软件使用C语言在Keil平台上开发,实现的功能包括:对系统参数的初始化配置;按协议格式提取从传感器、GPS模块、GPRS模块以及通信传输电路发送过来的数据;对采集到的数据进行滤波、运算处理;对关键数据进行本地化永久存储;将数据按定制的通信协议进行打包并且通过TCP/IP协议发送给服务器;提取服务器和手机APP端发送的下行命令;侦听、提取短信发送过来的命令,并且通过PDU编码格式,给用户发送短信提醒。本设计通过远程服务器和手机APP进行通信,实现了远程控制车辆、故障监测、定位追踪、震动报警、断电报警、异常移动报警、电量查询、骑行速度查询、车身实时状态信息采集等功能。实验表明,所设计的电路和软件满足功能需求,经过几个月长时间测试后,系统软硬件运行稳定可靠,达到量产标准。
【关键词】：数据采集终端 电动车 北斗/GPS GPRS STM32
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-13
• 1.1 选题背景与研究性质10
• 1.2 研究目的与意义10-11
• 1.3 研究内容11-13
• 第2章 系统总体设计13-15
• 第3章 硬件电路设计15-50
• 3.1 硬件整体设计15
• 3.2 数字电路部分15-38
• 3.2.1 CPU及其外围电路16-28
• 3.2.1.1 STM32简介16
• 3.2.1.2 CPU外围总体设计16-18
• 3.2.1.3 232通信电路18-19
• 3.2.1.4 CAN总线通信电路19-20
• 3.2.1.5 UART单总线转换电路20-23
• 3.2.1.6 MOS管驱动控制电路23-24
• 3.2.1.7 电压采样电路24-25
• 3.2.1.8 BOOT模式选择及JTAG电路25-26
• 3.2.1.9 断电报警识别电路26-28
• 3.2.2 震动传感器模块电路28-29
• 3.2.3 陀螺仪传感器模块电路29-31
• 3.2.4 GPRS模块电路31-36
• 3.2.4.1 SIM900A简介及总体设计31-32
• 3.2.4.2 供电部分设计32-33
• 3.2.4.3 模块开机部分设计33-34
• 3.2.4.4 模块串口部分设计34-35
• 3.2.4.5 SIM卡电路部分设计35-36
• 3.2.5 北斗/GPS模块电路36-38
• 3.3 射频模拟电路部分38-43
• 3.3.1 北斗/GPS射频匹配电路38-41
• 3.3.2 GPRS射频匹配电路41-43
• 3.4 电源电路部分43-50
• 3.4.1 DC-DC降压电路44-46
• 3.4.2 锂电池充电管理电路46-47
• 3.4.3 3.3V稳压电路47-48
• 3.4.4 DC-DC升压电路48-50
• 第4章 嵌入式软件设计50-67
• 4.1 远程数据传输原理概述50-51
• 4.2 主函数整体设计51-52
• 4.3 主要程序模块设计52-67
• 4.3.1 初始化52-53
• 4.3.2 鉴权53-58
• 4.3.3 注册网络58-59
• 4.3.4 北斗/GPS数据提取59-60
• 4.3.5 控制器数据提取60-61
• 4.3.6 基站数据提取61-63
• 4.3.7 数据滤波算法63-64
• 4.3.8 异常移动判定算法64
• 4.3.9 基本数据发送64-67
• 第5章 系统功能测试67-71
• 5.1 主要实现功能67-68
• 5.1.1 用户权限功能67
• 5.1.2 管理员权限功能67-68
• 5.2 与手机APP联调68-71
• 5.2.1 下行发送指令68-69
• 5.2.2 上行显示数据69-71
• 第6章 结论71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-74

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本文编号：803448