EEPW论坛

作者：邯郸学院 许树军 潘立富 刘鹏浩

指导老师：姜韶军 郝永常

作品简介：

平台选型说明：

　　本系统将采用STC公司的IAP15F2K61S2单片机作为智能车载监控的主控制器，利用此款单片机的双串口进行数据的接收、处理、协议转变、发送。单片机串口1交替接收Zigbee与GPS数据，单片机串口2连接GPRS进行数据网络传输，通过服务器与电脑客户端进行数据交流。

设计说明：

                              智能车载控制系统原理

                                   系统原理

　　智能车载监控系统由车载终端、传输网络和监控中心三部分组成。车载终端采用STC公司的15F2K61S2为主控芯片，该单片机是一款比较强大的单片机，本身具有两路独立串口，串口1可分时复用为三路串口，足以满足系统的需求。本套系统通过串口1的分时复用来接收Zigbee协调器数据和GPS卫星定位信息，通过串口2连接的GPRS模块将处理后的数据网络传输至服务器。监控中心实时接收服务器通过网络传输的数据，进行数据实时更新，便于监测人员对车载终端的实时监控，避免了传统方案效率低，费用高，实时性差，调度分散，资源浪费等种种弊病。

　　智能车载监控系统主要功能有车厢内温湿度监控、有害气体(烟雾、煤气等)监控、GPS定位信息采集、车速监控、车辆安全监控、驾驶员酒精含量监控，在超过限值或有危险信号时会通过语音报警模块实时报警，并通过GPRS模块将信息传输到监控中心，方便监控人员对车辆的管理调度。

　　本系统主控芯片采用STC公司的15F2K61S2，接收Zigbee和GPS数据进行处理，实现温湿度、经纬度实时显示，温湿度上下限报警显示，酒精含量、烟雾浓度超标显示，车速及车辆安全性的监控，并能在报警时控制语音输出实现语音报警功能。主控部分原理图如下：

　　本系统通过STC15F2K61S2单片机串口2控制GPRS与服务器进行数据网络传输。

　　GPS接收数据如下：

　　$GPRMC,080655.00,A,4546.40891,N,12639.65641,E,1.045,328.42,170809,,,A*60

　　GPRMC数据详解：

　　$GPRMC,,,,,,,,,,,,*hh

　　UTC时间，hhmmss(时分秒)格式

　　定位状态，A=有效定位，V=无效定位

　　纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

　　纬度半球N(北半球)或S(南半球)

　　经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

　　经度半球E(东经)或W(西经)

　　地面速率(000.0~999.9节，前面的0也将被传输)

　　地面航向(000.0~359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输)

　　UTC日期，ddmmyy(日月年)格式

　　磁偏角(000.0~180.0度，前面的0也将被传输)

　　磁偏角方向，E(东)或W(西)

　　模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效)

　　语音报警模块采用的是WT588D，该芯片内嵌DSP高速音频处理器，处理速度快;内置13Bit/DA 转换器，以及12Bit/PWM 输出，音质好;PWM 输出可直接推动 0.5W/8Ω扬声器，推挽电流充沛;10种按键控制模式，任意一个按键可设定任意一种控制模式，可通过专业上位机操作软件，随意组合语音，可插入静音。

　　本系统采用语音模块实现开机语音播报、温湿度上下限报警、驾驶员酒精含量超标报警、烟雾浓度超标报警、防盗报警、车速过高提示等功能。其电路图如下：

　　ZigBee协调模块由串口与单片机进行连接通讯，它的主要功能是对终端设备进行组网通讯，把单片机发出的指令转发给终端设备，把终端设备发来的数据通过串口发送给单片机。其电路原理图如下：

　　Zigbee终端由两部分组成：温湿度采集终端和烟雾浓度采集终端。温湿度采集终端通过温湿度传感器DHT11采集温湿度，通过Zigbee将其发送到协调器。

　　酒精浓度检测采用MQ-3传感器实时检测驾驶舱内驾驶员酒精含量，在其含量超标时发出报警信号并传回监控中心，从而有效减少酒驾醉驾的事故。防盗功能通过采集振动传感器信号，当防盗功能开启时并发生车辆被盗时，发出报警铃声并发送信息，有效的增加了车辆的安全性。此部分电路图如下所示：

　　监控中心上位机采用Qt开发，通过Socket编程，实现了对车厢温湿度、烟雾浓度、车辆位置、车速、驾驶员酒精含量及车辆安全的实时监测。本监控软件功能强大，拓展性好，最多可同时监测32辆车，可由监控人员随意设定车辆数。本监控软件还具有温湿度实时曲线查询、历史记录查询、报警记录查询及曲线打印、数据导出等功能。温湿度上下限可以和监控终端同步，实现同步报警。监控人员可通过本监控软件对车辆进行集中监控管理，具有高效率，实时性好，调度集中，节省资源等优点。

　　本监控软件各界面如下所示：

此文档的相关视频来自：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13489