基于GTM900I模块的车载监控终端设计--《科学技术与工程》2009年18期
基于GTM900I模块的车载监控终端设计
【摘要】：根据车辆定位监控系统的数据采集和处理以及其数据通信等功能特点,使用华为GTM900I一体化模块实现了一个结构紧凑、功能齐全的车载监控终端的实现方案。利用该系统可以远程无线监控、调度所有在GPRS/GSM网络覆盖范围内的移动车辆目标,满足物流、客运、安防等行业的监控、管理需求。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：U463.67【正文快照】：
本文设计的车载监控终端是车辆定位监控系统的一部分,车辆定位监控系统是融合了GPS全球定位技术、GSM/GPRS全球移动通信技术、GIS地理信息处理技术以及数据处理技术,结合行业的特殊应用所开发的一套远程监控管理系统。利用该系统可以远程无线监控、调度所有在GPRS/GSM网络覆
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GPRS车载监控终端的设计与实现
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基于STM32和SIM900A的无线通信模块设计
来源：电子技术设计
作者：秩名日 09:13
[导读] 设计一个可以实现短信收发与数据无线传输的模块的要求，本文采用了ARM Cortex-M3内核的主流产品STM32作为主控芯片，采用SIMCom公司的SIM900A作为通信芯片。
　　设计一个可以实现短信收发与数据无线传输的模块的要求，本文采用了ARM Cortex-M3内核的主流产品STM32作为主控芯片，采用SIMCom公司的SIM900A作为通信芯片。在查阅大量相关文献以及相关芯片的数据手册之后，本文设计了一个远程无线通信模块。该模块在实验室试运行一周后，没有出现掉线的情况，数据收发的速度也很快。该模块具有性能稳定，外形小巧，性价比高等优点。厂方投入使用之后，反应良好。
　　随着网络和现代通信技术的不断发展，远程无线通信技术经过多年的研究与实际应用，现如今在工业控制领域有了非常重要的地位，并且发挥着越来越大的作用。文中根据厂家的要求，设计的无线通信模块，主要实现了短信与数据收发功能，并且做到了模块的稳定，掉线之后能够自动重连。
　　1 无线通信模块整体设计方案
　　模块主要有电源部分、主控部分、通信部分、数据传输部分4个部分组成。通信模块采用SIM900A进行无线通信。主控模块采用STM32作为主控芯片，来控制短信的收发与数据传输的顺利进行。远程终端可以是手机或者上位机的数据中心软件，经过处理之后，储存下来，方便日后的查询。本模块具有低功耗，方便灵活，操作简单并且稳定，掉线之后可以自动连接，运行过程十分稳定，并且成本较低。
　　2 无线通信模块硬件设计
　　2.1 功能需求
　　本文设计的无线通信模块，要求单12V电源输入，模块上电运行后有相应的指示灯来指示模块的运行状态。另外要求模块能够实现短信以及数据透传两大主要功能，在手机发送短信给模块之后，模块能够动作，并给出回应。最后要求在建立TCP链接时，仍然能够收发短信。
　　图1 无线通信模块结构图
　　2.2 电源部分
　　在主电路中，主控芯片STM32的工作电压为2.0~3.6 V，通信芯片SIM900A的工作电压为3.1~4.6 V，为使模块各个部分正常工作，必须对两者进行分别供电，电源供电电路如下：
　　图中V12外接12 V电源，经过电容滤波后输入到LM2576，实现12 V到4 V的转换，R1、R2在线路中起到分压作用，D2灯亮起时，表示模块已经正常供电。LM2576是美国国家半导体公司生产的3 A电流输出降压开关型集成稳压电路，具有完善的保护电路，比较稳定。
　　图2 电源模块
　　2.3 主控芯片
　　主控模块采用STM32单片机作为微控制器，该芯片能工作于-40~105℃的温度范围，MAX3232芯片用于串行口的电平变换，实现控制器与通信接口之间的通信。串口1与电源电平转换芯片Max3223相连，USART1_TX（输出，所以在配置GPIO时，定义该口的模式为推拉输出，USART1_ RX为输入，定义为悬浮输入模式。串口2与SN65LBC184D通信，实现数据的收发，USART2_RTS、USART2_RX为输入端口，模式定义为悬浮输入模式，USART2_CTS、USART2_TX为输出端口，模式定义为推拉输出。串口3用来控制SIM900A芯片，USART3_RTS、USART3_RX为输入端口，模式定义为悬浮输入，USART3_CTS、USART3_TX为输出端口，模式定义为推拉输出。
　　图3 主控芯片STM32
　　2.4 通信芯片
　　通信芯片采用SIMCom公司的新型紧凑型产品SIM900A，它属于双频GSM/GPRS模块，完全采用SMT封装形式，性能稳定，外观精巧，性价比高，并且能够满足用户的多种需求。在实现断线自动重连功能时，涉及到DCD、RI两个引脚的使用。DCD引脚用来实现模数转换，当模块掉线时，会给DCD引脚一个高电平，当这个电平被DCD引脚检测到之后，模块就是采取相应的动作，来重新连接上线。RI引脚在模块上线之后，就一直保持高电平，在有电话和短信进来的时候，RI管脚就会有一个低电平出现，当RI引脚检测到这个低电平的时候，模块就会采取相应动作，进入到短信或者电话模式。
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采用北斗模块的车载监控终端设计与实现
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　　近年来，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，活动的区域也越来越大，由此产生了交通拥挤、车祸增加、废气排放量增加等严重问题。智能交通系统(IntelligentTransportSystem)的出现有效地改善了以上各种交通问题。 车载监控 系统是智能交通系统的一个分支，它集先进的无线定位技术、地理信息系统和现代移动通信技术于一身，不仅在智能交通系统中担负主要作用，同时还能提供防盗防抢劫报警、紧急医疗求助、娱乐等多种服务。这些都促使各研发机构大力开发车辆监控系统，本文就选取整个系统中的车载终端模块进行设计与实现。 　　1车辆监控系统总体结构 　　整个系统由 GPS 卫星、车载终端、通信网络( GPRS 和Internet)和监控中心组成。车辆在运行过程中，车载终端的GPS接收机接收定位数据，计算出车辆当前的经度、纬度、速度、航向和其他信息(时间、状态)等，然后通过GPRS网络传送到具有静态IP地址的监控中心，并存人中心数据库。监控中心在接到车辆上传的信息后，根据车辆的当前状况科学地进行调度和管理，从而提高运营效率。客户也可以通过Internet或电话来查询特定车辆的当前状况。系统的总体结构如图1所示。
　　2车载终端的功能 　　车载GPS／GPRS终端的卫星接收模块采集到GPS卫星数据，经过数据处理得到车辆的地理坐标信息。该信息通过车载终端处理之后，由GPRS无线通信模块发送到GPRS无线通信网上。GPRS网络根据相应的协议在车载终端和接人Internet网的监控中心之间建立一条支持TCP／lP的数据通道。车载GPS／GPRS终端依靠该数据通道和监控中心之间进行信息的交互。监控中心还可以通过该通道向下发送控制命令和服务信息。另外，除了车辆定位，系统还可以提供诸如防盗防抢、对移动车辆进行断油断电、显示调度信息、医疗求助、移动电话等多种服务。 　　3车载终端硬件设计 　　车载终端硬件系统以单片机和GPS+GPRS模块为核心，属于经济型功能终端，其结构如图2所示。
　　3.1信息处理和控制模块 　　采用 AVR 系列的单片机系统，主要功能是进行信息处理和控制车载台的各组成部分按照通信协议的要求执行响应的操作。该模块由CPU、外部存储器、I／O接口以及控制逻辑电路组成。其中CPU采用ATMEGA64(L)单片机实现，它是基于增强的AVRRISO结构的低功耗8位CMOS微控制器，曲于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATMEGA64(L)的数据吞吐率高达1MIPS／MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。该单片机具有两个串口，分别用来与GPS和GPRS模块通信。 　　3.2GSM／GPRS+GPS模块 　　采用SIMCOM公司的SIM508模块。SIM508模块是一款将三频GSM／GPRS和具有20通道能力的GPS完全整合到一个模块中(34mm×55mm×3mm)的产品。该产品的设计完全满足车载应用环境要求(温度、湿度、防震等)。特别地，整合了附加元器件的SIM508可以节省很多时间和成本。SIM508支持NMEA-0183，SiRFbinary和RTCMSC-104三种GPS数据格式，能够满足不同的设计要求。车载终端通过模块中的GPS部分获得车辆的具体位置，经过CPU处理后，显示给用户并通过GPRS部分将该信息发送到监控中心，以实现对车辆的实时定位跟踪，同时还能实现语音和短消息通信功能。 　　3.3输入输出模块 　　输出通过12232F液晶模块实现，可以显示图形，也可以显示7.5×2个(16×16点阵)汉字，与外部CPU接口可以采用并行或串行，考虑到编程的简易性，本车载终端采用串行接口连接。 　　车载终端的输入有两种方式：遥控器输入(主要输入设备)和手柄输入。考虑到紧急情况下手柄输入的局限性，这里采用遥控器作为主要输入设备，可以用来完成语音拨号、收发短消息、医疗求助、维修求助、启闭设备等功能。手柄装置包括确认、返 &2016 广电电器网-家电维修、说明书，电子元器件，电子爱好者的平台