工程機(jī)械GPS定位監(jiān)控終端及其調(diào)試系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通和建筑等行業(yè)對(duì)工程機(jī)械的需求越來越多，為了提高工程機(jī)械作業(yè)效率，保障作業(yè)和施工安全，對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行統(tǒng)一管理和集中監(jiān)控成為一種趨勢?；诖耍疚难芯亢烷_發(fā)了工程機(jī)械GPS定位監(jiān)控終端及其調(diào)試系統(tǒng)。該監(jiān)控終端綜合使用了無線通信、GPS定位、CAN總線等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)和地理位置信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控。調(diào)試系統(tǒng)是一個(gè)上位機(jī)軟件，作為監(jiān)控終端的開發(fā)調(diào)試工具，可以對(duì)監(jiān)控終端出現(xiàn)的故障進(jìn)行快速定位和診斷。
　

2、　本文首先討論了工程機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)的研究背景及意義，分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢?；诖私o出本課題的研究內(nèi)容，并對(duì)監(jiān)控終端的功能需求進(jìn)行分析，給出監(jiān)控終端總體設(shè)計(jì)方案。接著本文對(duì)監(jiān)控終端的硬件電路設(shè)計(jì)，軟件系統(tǒng)以及調(diào)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。
　　硬件電路設(shè)計(jì)部分主要進(jìn)行了核心控制器和外圍模塊電路的設(shè)計(jì)。監(jiān)控終端核心控制器采用雙控制器設(shè)計(jì)方案，以汽車起重機(jī)為例，監(jiān)控終端主控制器負(fù)責(zé)與物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)的通信、GPS定位、起重機(jī)上車運(yùn)行狀

3、態(tài)監(jiān)控等主要任務(wù)，從控制器負(fù)責(zé)監(jiān)控主控制器的工作狀態(tài)，起重機(jī)下車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控以及其它一些任務(wù)。核心之外的外圍模塊電路和接口包括電源電路，GSM模塊，GPS模塊，CAN模塊，存儲(chǔ)模塊，串口通信接口等。其中，電源電路采用二級(jí)電路設(shè)計(jì)方案，一級(jí)電路為過壓保護(hù)和開關(guān)降壓電路，二級(jí)電路通過多個(gè)線性穩(wěn)壓器輸出不同等級(jí)的電壓。存儲(chǔ)模塊采用鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器和FLASH存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方案，前者讀寫速度快，用以存儲(chǔ)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，后者支持多字節(jié)讀取并且容量更大，

4、用以存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)和更新程序。
　　軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了對(duì)象之間通信協(xié)議的設(shè)計(jì)和各個(gè)功能模塊的編程實(shí)現(xiàn)。通信協(xié)議包括監(jiān)控終端和管理平臺(tái)之間的通信，監(jiān)控終端主從控制器之間的通信，監(jiān)控終端和起重機(jī)上下車系統(tǒng)之間的通信。軟件功能模塊包括無線模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理、CAN總線數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理、GPS定位信息的處理、智能電源管理、固件程序遠(yuǎn)程升級(jí)功能等。無線模塊和管理平臺(tái)采用TCP連接進(jìn)行通信，利用心跳包機(jī)制保持長連

5、接，當(dāng)處于信號(hào)盲區(qū)時(shí)，采用盲區(qū)補(bǔ)償策略，將監(jiān)控終端的重要信息存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器，在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)再將其上傳到管理平臺(tái)。遠(yuǎn)程升級(jí)功能是一個(gè)創(chuàng)新，當(dāng)需要對(duì)固件程序進(jìn)行升級(jí)時(shí)，監(jiān)控終端就會(huì)自動(dòng)連接到遠(yuǎn)程FTP服務(wù)器下載更新程序，然后利用在應(yīng)用編程(IAP)技術(shù)完成固件程序的重新編程。
　　調(diào)試系統(tǒng)使用QT進(jìn)行開發(fā)，主要進(jìn)行了可視化界面設(shè)計(jì)、串口通信設(shè)計(jì)、監(jiān)控終端系統(tǒng)和狀態(tài)參數(shù)的讀取和設(shè)置以及故障診斷等功能的實(shí)現(xiàn)。調(diào)試系統(tǒng)的工作原理是工作人員通