毕业设计（论文）基于ARM的智能公交车载终端的设计.doc

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1、目录目录1摘 要4Abstract51 绪论61.1 论文选题的意义612智能公交系统在国内外的发展61.3 智能公交系统中的智能车载终端简介815本论文的主要内容82 智能公交系统(APTS)及其关键技术921 APTS系统组成92.2 GPS全球定位系统102.2.1 GPS 全球定位系统的发展历史102.2.2 GPS系统的组成102.2.3 GPS 定位的基本原理112.3 GPRS 移动通信系统142.3.1 GPRS 简介142.3.2 GPRS 网络连接及数据传输142.3.3 透明传输模式和命令模式的转换163 智能公交车载终端设计173.1 智能车载终端总体设计1732主要模

2、块基本功能介绍1833主要芯片及模块选型193.3.1 MCU芯片193.3.2 GPS模块203.3.3 GPRS模块203.3.4 语音模块213.3.5 液晶显示2134本章小结224 智能公交车载终端硬件设计2241电源模块设计2242 ARM微控制器模块224.3 时钟及复位电路234. .4 FLASH 存储器电路设计244.5 SDRAM 存储器电路设计254.5.1 SDRAM 模块功能介绍254.5.2 HY57V281620 的实际连接254.6 调试与测试接口2647 GPS模块电路设计2748 GPRS模块电路设计2749 语音及功放电路设计28410 硬件电路设计中需

3、要注意的问题28411 本章小结295 智能车载终端系统的软件设计305.1 嵌入式操作系统的选型305.2 交叉编译环境的建立过程315.3 配置编译内核315.3.1 内核源码的下载及安装325.3.2 配置内核325.3.3 编译内核335.4 嵌入式引导程序移植335.5 应用软件的设计335.5.1 Linux 下的串口编程345.5.2 Linux 下的网络编程355.5.3 Linux 下的多线程编程355.5.4 应用程序介绍376 总结38参考文献40摘 要近年来，随着我国经济的快速发展，我国城市人口规模不断扩大，汽车保有量也逐步增长。由此引发的城市交通问题越来越突出，如交通

4、拥挤、交通堵塞、噪音污染、废气污染等，严重影响城市的可持续发展和居民的正常生活。大力发展城市公共交通势在必行。智能公交系统是现代控制技术、定位技术和无线通信技术等多种技术的有机结合，它的建设可以改善公交公司的企业管理方式，提高公交系统的运营效率和服务水平，是旨在解决城市交通问题的一项根本性方案。GPS是由美国建立的新一代卫星导航与定位系统，具有全球性、全天候、陆海空全能等特点，特别适用于交通运输行业，配合中国移动稳定可靠、覆盖面广、数据传输速度极快的GPRS网络作为信息传输的媒介，以GPS、GPRS为主要技术的智能公交系统较以往利用射频、数传电台技术方式建造的公交系统具有更加稳定、实时性更高等

5、特点，是当前智能公交系统设计的理想方案。本论文在研究国内外智能公交现状和现有GPS、GPRS 等技术的基础上，提出了基于ARM 的公交智能车载终端的设计与实现方法，包括终端总体设计方案、关键技术的研究、软件的设计、产品实现等内容。文章在总体设计中提出了终端的功能要求，并针对功能要求提出了相应的设计方案；在硬件设计中给出了具体的硬件设计原理图，并就硬件选型、原理图设计中的关键问题进行了探讨；在软件设计中给出了终端主要软件设计的程序流程图，并对程序设计思路进行了细致的讲解；最后对个模块进行了调试和功能测试。关键词：车载终端，智能报站，ARM，GPS，GPRSAbstract In recent y

6、ears, with the rapid economic development of our country, our country city population scale unceasingly expands, the car has also gradually increase. Caused by the urban traffic problem is becoming more and more serious, such as traffic congestion, traffic jams, noise pollution, waste gas pollution

7、and so on, the serious influence the sustainable development of the city and peoples normal life. To develop urban public transportation is imperative. Intelligent bus system is the modern control technology, positioning technology and wireless communication technology and so on the many kinds of or

8、ganic combination of technology, it can improve the construction of the bus company management, improve operation efficiency of the public transport system and service level, is designed to solve the traffic problems of city a radical plan.GPS is the United States to set up by a new generation of sa

9、tellite navigation and positioning system, has the global, all-weather, land air naval all-around and other characteristics, especially suitable for traffic transportation industry, with China mobile is stable and reliable, coverage, data transmission is extremely fast speed of GPRS networks as of i

10、nformation transmission medium to GPS and GPRS as the main skills the intelligent bus system operation than ever before, digital radio technology using rf way of the public transport system has built more stable, real-time higher, and other features, is the current smart bus system design ideal sche

11、me.This paper studies the status quo and the existing domestic and foreign intelligence bus GPS, GPRS technology, and on the basis of the bus is proposed based on ARM intelligent car terminal design and implementation of the methods, including terminal overall design scheme, key technology research,

12、 software design, the product realization, etc. Based on the general design was put forward by the functional requirement of the terminal, and in the light of the function requirement put forward the corresponding design project; In the hardware design give a specific hardware design principle diagr

13、am, and the hardware selection, design of the key principle diagram discussed; In software design gives the main terminal the design of software program flow chart, and the program design ideas of the detail explains. Finally a module to the commissioning and function testing.Key words: the car term

14、inal, intelligent the stops, ARM, GPS and GPRS1 绪论1.1 论文选题的意义随着国民经济的快速发展，我国城镇化步伐不断加快，来自农村的大学生和其他务工人员大批涌入城市，造成城市人口大幅度增长，同时由于人民生活水平的不断提高，城市的汽车保有量也在急剧上升，交通需求迅速扩大，而城市交通基础设施的建设却相对滞后，从而使城市“乘车难”、“行车难”的现象日益严重，交通拥挤、交通阻塞频发，噪音污染、废气污染加剧，严重影响城市公交的可持续发展和居民的正常生活。解决城市交通拥挤和阻塞问题已成为我国城市交通面临的一项迫切的任务。城市交通拥挤问题由来已久，早在19 世

15、纪中叶英国学者J. M. Thomson 就把交通拥挤、行车速度归结为城市七个发展难题之首，并成为不同历史时期社会各界广泛关注的社会问题之一。与此同时，由于受地理空间、资金投入等因素的制约，无限制的扩展道路空间几乎没有可能，致使城市交通系统的建设、运营与管理不得不从粗放型向效益型转变2。为此智能公交系统（Advanced Public TransitSystem, APTS）近年来被许多学者提了出来，着重从如何提高城市道路系统营运效率入手，来缓解城市交通压力，有效的减少城市交通拥挤、交通阻塞现象。智能公交系统运用系统工程理论，将信息控制、GPS 卫星定位、GIS、多媒体、网络通信等技术集成，应

16、用于整个公共交通领域，实现了公交车辆的智能调度，方便了公车车辆的运营管理，提高了公交服务水平。使乘坐公交车出行变的更加快捷、方便和舒适。从而使一部分人舍弃自驾车或打出租车出行，改乘公交车，进一步减少交通堵塞现象。另外大力发展智能公交系统，也可以通过提高交通效率而节省大量的燃料和时间，减少交通事故的发生，能够创造巨大的经济和社会效益。12智能公交系统在国内外的发展在美国，城市公共交通管理局已经启动了智能公共交通系统项目。它主要研究基于动态公共交通信息的实时调度理论和实时信息发布论，以及使用先进的电子、通讯技术提高公交效率和服务水平的实施技术。具体包括车队管理、出行者信息、电子收费和交通需求管理等

17、几方面的研究。其中车队管理主要研究通信系统、地理信息系统、自动车辆定位系统、自动乘客计数、公交运营软件和交通信号优先。出行者信息主要研究出行前、在途信息服务系统和多种出行方式接驳信息服务系统。 在日本，东京交通局开发了城市公共交通综合运输控制系统，旨在改善由于机动车数量的增长和严重交通拥挤，造成的公交服务质量差、乘客数量下降等问题。该系统包括累积运营数据、乘客计数、监视和控制公共汽车运营和乘客服务等功能，其中乘客服务功能中包括进站汽车指示、信息查询和公共交通与铁路接驳信息提示。公共交通综合管理系统硬件包括公交主控中心、区域中心以及路边、车库和车载设备等。 欧洲的许多国家通过实施公交优先政策，设

18、立公交专用道，为公交车提供优先通行信号，布设智能公交监控与调度系统等措施，提高公交车辆运行速度和公交服务质量以吸引公众乘坐公交车出行， 从而有效地缓解了城市交通压力，解决了城市交通问题，并取得了明显的社会经济效益。 与欧美、日本等国家相比，我国的公共交通事业相对落后。数据显示，2009 年底，我国私人小汽车的总量达到4243 万辆，私人汽车保有量年均增长22.7%，按照目前的速度，到2015 年，小汽车保有量将达到约两亿辆。但我国城市居民的平均公交分担率却不足20%，北京中心区公交分担率也只有36%，而城市公交分担率在东京、伦敦、纽约等大城市为60%以上。欧美一些发达国家经济发展水平高，而人们

19、却大部分选择乘坐公交出行，说明这些国家的运输组织结构节俭、快速并且环保；而我国的经济发展水平低，人们出行却不是乘坐公交为主，为了方便起见，人们更多的选择乘坐载人少、耗油高的机动车出行。公共交通的分担率偏低，说明我国城市交通及管理还停留在粗放型发展状态，公交智能化水平还比较低。近几年，随着科学技术的发展和社会的进步，我国开展智能交通系统研究已经具备了技术基础和颇具潜力的市场需求，我国政府也积极推进优先发展城市公共交通政策，对于先进技术的引入给予大力支持。这些都为智能公交系统在我国的实施提供了有利条件。我国杭州、上海、北京、大连等几座大城市已在部分公交线路上建成了公交车辆跟踪调度系统，实现了对车辆

20、的实时跟踪和定位、公交车与调度室的双向通讯、电子站牌上实时显示车辆位置信息等功能。但是由于缺乏对许多基础理论的深入研究,这些系统虽然使得中国迈入了公交智能化时代，却一般都没有将动态交通状态信息与车辆定位信息有效融合，而且某些系统的开发和研制又缺乏交通领域专家的直接参与，致使目前的智能公交系统还存在一定的缺陷。1.3 智能公交系统中的智能车载终端简介智能车载终端是一款专门为公交车辆设计，运行在公交车辆上的嵌入式产品，在智能公交系统中起着举足轻重的作用。它融合了GPS 定位、GPRS、信息存储、MP3 语音播放及汽车黑匣等技术，能用于对公交车辆的现代化管理，包括对车辆的监控调度、正点考核、GPS

21、导航电文等信息的采集、分析、处理、储存等8。随着科学技术的发展，公交车载终端也在进一步升级，它的性能和服务质量都有了极大的提高，功能也日益完善。目前，智能车载终端主要有以下几项功能：1）卫星定位功能车载终端接收卫星的导航电文，经过解析后可得到用户当前的位置、速度和时间等定位信息，通过比对当前位置和车载终端存储的站点位置，可以实现自动报站功能，同时把当前位置信息和进出站等信息通过无线通信的方式发送到调度中心服务器，然后在电子地图上实时显示。2）车辆调度管理功能通过对车载终端位置的分析，调度中心可以随时得知车辆当前的运行位置，能够判断车辆是否到达终点站，从而实现对公交车辆的调度与排班，当车辆前方行

22、驶路段出现堵车或不能通过时，调度中心可以及时通知车辆绕行其他路线，这样可以减少公交拥堵和提高公交运营效率。3）按键报警功能当公交车辆突发交通事故或遇到抢劫等紧急情况时，驾驶员可以通过按键报警，通知调度中心发生了紧急情况，调度中心可以根据报警车辆上传的位置信息，及时派遣人员前往处理。15本论文的主要内容本论文提出了基于ARM的智能公交车载终端的总体设计方案，重点介绍了车载终端的软硬件设计及自动报站、短信报警、实时监控等功能的实现。完成的主要工作包括：智能公交系统总体设计、智能公交终端硬件电路设计调试、软件调试及系统总体调试分析。本论文主要内容包括：第1章：绪论。综述智能公交系统基本概念、相关背景

23、及国内外发展现状。介绍了智能公交车载终端概念及主要功能，提出了本文的主要工作内容及课题开展的意义。第2章：智能公交系统(APTS)及其关键技术。介绍了智能公交系统组成结构，并对GPS、GPRS等系统相关的关键技术进行了介绍。第3章：智能公交车载终端总体设计。根据市场需求，提出了智能公交系统及车载终端的总体设计方案，重点对车载终端的总体设计进行了介绍，给出了车载终端设计中重要芯片的选型。第4章：智能公交车载终端硬件设计。详细介绍了智能公交车载终端硬件设计，给出了整个终端系统的硬件设计电路。第5章：智能公交车载终端软件设计。详细介绍了智能公交车载终端的软件设计，给出了软件设计流程图，并就系统关键部

24、分的软件设计进行了重点的讲述。总结和展望中，对本课题取得的成果以及局限性进行了分析和总结，对下一步的工作和项目未来的发展进行了展望。2 智能公交系统(APTS)及其关键技术21 APTS系统组成智能公交系统主要由3个部分构成，即无线通讯部分、监控中心部分和车载终端部分。无线通讯系统主要是利用通信运营商提供的数据和短信息服务，这里的通讯方式就是指无线通讯系统的通讯手段；监控中心由GPS服务器、数据库服务器、CTI呼叫中心系统、监控工作站、管理工作站路由器和防火墙组成；车载终端主要由GPS接收模块、GPRS通讯模块、车辆控制模块、屏幕等部分组成，主要有车辆定位、与监控中心进行双向通讯、车辆控制等功

25、能。监控中心在接收到车载终端传回的GPS位置数据后可以确定监控车辆的位置信息、历史运行轨迹进而分析其运行是否正常，是否偏离预定路线，速度是否异常。在出现异常情况时，监控中心可以通过发布导航指令来实现实时的调度。2.2 GPS全球定位系统2.2.1 GPS 全球定位系统的发展历史1973 年，美国国防部组织海陆空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统：“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System”，即“授时与测距导航系统”，通常简称为“全球定位系统”(GPS)。它是新一代精密卫星定位系统，是现代科学技术迅速发展

26、的结晶。GPS 是一种可以定时和测距的空间交会定点导航系统，它可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息，满足军事部门和民用部门的需要。GPS 整个发展计划分为三个阶段实施。第一阶段为原理方案可行性验证阶段，从1978 年到1979 年，共发射了4 颗试验卫星，建立了地面跟踪网，研制地面GPS 接收机，对系统的硬件和软件进行了试验，试验结果令人满意。第二阶段为系统的研制与试验阶段从 1979 年到1984 年，又陆续发射了7 颗试验卫星。第一阶段和第二阶段共发射11 颗试验卫星，这些试验卫星称为第一代卫星：与此同时，研制了各种导航型接收机和测地型接收机，试验表明，GPS

27、 的定位精度大大超过设计标准，其中粗码(CA 码)的定位精度远远超过设计指标，由此证明，GPS 计划是成功的。第三阶段为最后的工程发展与完成阶段。1989 年的2 月4 日，发射了GPS 第一颗工作卫星，到1994 年3 月10 日共研制发射了28 颗工作卫星。这些工作卫星称为BlockII 和BlockIIA 卫星，与此同时，不仅研制了高精度导航型接收机，还研制了能对卫星载被信号进行相位测量的定位精度极高的接收机和采用相位差分的GPS 载体姿态测量接收机，满足了精密导航与制导等一系列军事目的之要求。2.2.2 GPS系统的组成GPS 系统主要由三大部分组成，即空间星座部分、地面监控部分和用户

28、设备部分。全球定位系统的空间卫星星座见图 2.1，由24（3 颗备用卫星）颗卫星组成。卫星分布在6 个轨道面内，每个轨道上分布4 颗卫星。卫星轨道面相对地球赤道面的倾角约为55，各轨道平面升交点的赤经相差60在相邻轨道上，卫星的升交相差30轨道平均高度约为20220km，卫星运行周期为11 小时58 分。因此，在同一观测站上，每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前4 分钟。每颗卫星每天约5 个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目，随时间和地点而异，最少为4 颗，最多可达11 颗。图 2.1 全球定位系统的空间卫星星座2.2.3 GPS 定位的基本原理GPS 定位处理中，卫星轨道通常

29、是已知的。因此，为了确定地面观测站位置，GPS 卫星的瞬间位置也应换算到统的地球坐标系统中。在GPS 试验阶段，卫星的瞬间位置计算采用了1972 年世界大地坐标系统(world geodetic system，1972,WGS72)，从1987 年1 月10 日开始采用改进的大地坐标系统WGS84 坐标系。世界大地坐标系统(WGS)是属于协议地球坐标系(CTS)。WGS84 坐标系的原点为地球质心M；Z 轴指向BIHl984.0 定义的协议地极(conventional terestri alpole,CTP)；X 轴指向BIH19840 定义的零子午面与CTP 相交的赤道交点，Y 铀垂直于X

30、MZ平面，且与Z、X 轴构成右手坐标系。测距码即伪随机噪声码(Pseudo-random Noise Code)是一种可以预先确定并可重复产生和复制，具有白噪声随机统计待性的二进制码序列，简称为伪随机码，或伪噪声码，或PRN 码。40 年代末和50 年代初，仙农(GEShannon)等人建立了“噪声通信”理论；证明具有白噪声统计特性的信号对充分利用信道的容量与信号的功率，抗多径干扰和测定距离等具有明显的优点。到60 年代中期，噪声通信理论获得实际应用和发展。利用伪随机码信号可以实现低信噪比接收，可实现码分多址通信具有良好的保密性。现在，伪随机码已广泛用于通信、无线电测距等领域。GPS 卫星的基

31、带信号是指包含导航信息的导航电文。导航电文包括卫星星历，卫星工作状态，卫星历书，时间系统，星钟改正参数，轨道摄动改正参数，大气折射改正参数，遥测码以及由C/A 确定P 码的交换码等。导航电文是二进制编码文件，按照规定格式组成数据帧，一帧导航电文由遥测字，转换字和数据块三部分组成，是用户利用GPS 进行导航定位的数据基础。导航电文的每个子帧含有10 个字，第一个字为遥测字。作为捕获导航电文的前导，其中所含的同步信号，为各子帧提供了一个同步的起点，使用户便于解释电文数据。转换字的主要功能是向用户提供用于捕获P码的Z 计数。导航电文的数据块分三部分。数据块I 包含的内容有卫星时间计数器，调制码标识，

32、卫星测距精度，导航数据状态，电离层延迟改正参数，时钟数据龄期，卫星时钟参数对应的参考时刻，卫星钟改正参数。数据块II 是导航电文中的核心部分，一般称为卫星星历，包括的主要参数分为开普勒六参数，轨道摄动九参数，时间两参数。第三数据块提供全部GPS 卫星的历书数据。当用户GPS 接收机捕获到某颗卫星后，利用数据块I II 所提供的其它卫星的概略星历，时钟改正数，码分地址和卫星工作状态的数据，用户可以利用码分地址较快的捕获其他卫星信号并选择最合适的卫星，这对于选择适当的卫星构成最佳的观测星几何图形，提高导航定位精度是非常重要的。GPS 卫星导航定位系统是由24 颗卫星组成。在世界各地用户可同时看到4

33、11颗卫星。这些卫星导航电文通过两个载波频率F1157542MhZ，F2=12276Mhz 向地面发射。如何区分这24 颗卫星信号呢?GPS 定位系统采用了码分多址技术。即给不同的卫星指配不同结构的伪随机码，当接收某颗卫星信号时，用户只要在机内产生与该卫星的伪码结构相同的本地码，并让本地码移位直到与卫星伪码相关函数为“1”。此时对于其他卫星，由于伪码结构不同，其互相关函数值很小，这样就可以达到捕获跟踪GPS 卫星信号的目的。GPS 导航定位系统采用了两种伪随机码。一种是用于分址、搜捕卫星信号、粗测距，具有一定抗干扰能力的明码，并提供民用，称为C/A码。另一种是用于分址、精密测距，具有较强的抗干

34、扰能力的军用密码，称为P 码18。GPS 系统使用单向测距方法来测定某颗卫星与用户的相对距离。它使用两台时钟，一台在用户接收设备上，一台在卫星上。计算卫星与用户之间的距离，实质上是通过比较GPS 接收机中恢复的卫星钟和用户本身的时钟之间的差，即测量卫星钟传播到用户所花的时间-传播时延得以实现。如果两个时间精确同步，即两时钟信号同频同相，那么，利用距离等于时间乘以光速的原理，得到卫星和用户间的真实距离R = C t。但是卫星时钟和用户时钟往往不能精确同步，当两者存在钟差Dt时，这样测得的距离不是用户和卫星间的真实距离，而是伪距离(Pseudo range)，简称PR，表示为PR = R +C D

35、t，Dt取值是有正负的，用户钟慢于卫星钟时取正，反之取负。GPS 的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、方向以及运动速度和时间信息。如图 2.2 所示，每一颗卫星连续不断地向GPS接收机发送可跟踪的唯一编码序列，GPS 接收机可根据编码辨认相关的卫星，进而计算出接收机的确切位置和准确时间。设有四颗卫星1,2,3,4，坐标为( i x , i y , i z )(i=1,2,3,4)，用户坐标为( u x , u y , u z ) , i R 为伪距离，即接收机到卫星的距离i i R = C t ( C -光速， i t

36、-信号从一颗卫星到达接收机所需的时间(i=1，2，3，4)；Dt 是用户时钟偏差。图 2.2 GPS 定位原理图2.3 GPRS 移动通信系统2.3.1 GPRS 简介GPRS 是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service）的简称，经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代和第三代移动通讯技术之间。它是GSM 移动电话用户可用的一种移动数据业务。与GSM 的数据业务相比，有以下优点：1）通信费用低廉。GPRS 和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）的方式来传输的，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理

37、论上较为便宜。2）传输速率高，连接容易。GPRS 通过利用GSM 网络中未使用的TDMA 信道，传输速率得到了提升，可至56 甚至114Kbps。GSM 网络传输数据采用的是电路交换的方式，而GPRS 通过增加了相应的功能实体和改造了现有的部分基站系统，实现了数据的分组交换，得到了较高的用户数据速率，相对来说投入并不大。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。3）资源利用率高。GPRS 采用分组交换的通信方式，在通信中，数据被分成一定长度的带有分组头的数据包，分组头里面含有地址信息，指明该包发往的目的地址。当数据包到达时，根据此地址信息，临时寻找可用的信

38、道资源发送数据，不必预先分配信道。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道不占用固定的信道，所有的用户共享使用信道资源，使信道资源的利用率得到了提高。2.3.2 GPRS 网络连接及数据传输GPRS 模块的网络连接、数据传输等所有操作都是通过AT 命令来实现的。1）AT 命令介绍AT 即Attention，AT 命令集是从终端设备或数据终端设备向终端适配器或数据电路终端设备发送的。通过发送AT 指令来控制移动台的功能，与GPRS 网络业务进行交互。用户可以通过AT 指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。2）连接网络与数据传输GPRS 模块的网络连接通过几条简单的AT 命令即

39、可实现，耗时不过半分钟左右。GPRS 模块有两种传输模式，分别为透明传输模式和命令模式。透明传输模式为纯数据传输模式，即使发送AT 命令，也会被当成数据发送出去。命令模式则只接收AT 命令，若非AT 命令，模块自动返回错误信息。由于系统主要用来传输数据，所以联网成功后一般选择为透明传输模式。连接步骤如下：1 设置模块的返回值即为不带命令的返回值发送：ATE0 回车成功返回：回车OK 回车失败返回：回车ERROR 回车2 设置透明传输模式发送：AT+CIPMODE=1 回车成功返回：回车OK 回车失败返回：回车ERROR 回车3 激活PDP发送：AT+CGATT=1 回车成功返回：回车OK 回车

40、失败返回：回车ERROR 回车4 设置GPRS 连接模式发送：AT+CIPCSGP=1,CMNET回车成功返回：回车OK 回车失败返回：回车ERROR 回车5 GPRS拨号连接发送：AT+CIPSTART=TCP,219.243.86.9,8080回车（其中IP 地址为公网IP）命令正确且成功返回：回车OK 回车回车CONNECT 回车命令不正确返回：回车ERROR 回车失败则返回：回车OK 回车（延迟）回车STATE: 回车（延迟）回车CONNECT FAIL 回车其中可以取值如下：IP INITIALIP STARTIP CONFIGIP INDIP GPRSACTIP STATUSTCP

41、/UDP CONNECTINGIP CLOSE若命令返回正确，则连接网络成功，GPRS 模块进入透明传输模式，可以进行数据传输了。2.3.3 透明传输模式和命令模式的转换GPRS 模块中，打电话和读GPRS 信号强度的操作需要发送AT 命令，是在命令模式下进行的，所以在数据传输过程中，当需要打电话或读信号强度时，需要使GPRS 模块从透明传输模式转变为命令模式。下面以打电话为例，介绍一下发送命令步骤：1）退出透明传输模式发送：+返回：回车OK 回车2）拨打电话发送：ATD 电话号码;回车拨打成功返回：回车OK 回车对方挂断返回：回车NO CARRIER 回车对方无人接听返回：回车NO ANSW

42、ER 回车对方占线返回：回车BUSY 回车没有拨号音返回：回车NO DIALTONE 回车3）通话完毕后返回透明传输模式。发送：ATO 回车成功返回：回车CONNECT 回车失败返回：回车NO CARRIER 回车3 智能公交车载终端设计由上文可知，系统设计工作主要包括两大部分：(1)智能车载终端设计(2)数据中心管理软件设计。由于数据中心管理软件设计属上层应用软件设计，并且设计过程与智能车载终端设计完全分离，本文以下部分将只重点对智能车载终端设计与开发进行论述。设计与开发进行论述。3.1 智能车载终端总体设计如上文所述，智能车载终端是一款以ARM处理器为核心，利用GPS、GPRS等先进技术，

43、集车辆实时监控、正点考核、紧急事件报警等功能于一身的专为公交车辆设计的嵌入式智能终端产品。它是整个智能公交系统的数据来源，也是车载功能的执行者，因此它是整个系统是的重要组成部分。车载终端主要实现的功能包括：到站自动播报到站提示音，出站自动播报出站提示音；定时向数据中心发送车辆位置信息，实现中心对车辆的监控；能够任意设置站点为考核点，对车辆运行正点情况进行考核；液晶屏幕实时显示时间、车辆运行速度、当前停靠站点等信息；按键控制特殊语音播报、背景音乐播放；按键控制紧急情况报警短消息发送；驱动车载LED屏，实现站点名称、广告语的显示。根据功能要求，我们在设计中将终端分解为如下几个模块：(1)ARM中央

44、处理器模块(2)GPS定位模块(3)GPRS无线通信模块(4)语音及功放模块(5)LCD液晶显示模块(6)键盘控制模块(7)电源模块(8)串口及其它外围电路模块语音模块GPRS模块GPS 模块电源模块晶振复位 电路终端系统结构框图如图31所示LCE显示ARM处理器LPC2124其他外围电路图31 智能车载终端结构框图32主要模块基本功能介绍整个智能车载终端分为若干功能模块，每个模块除完成自身功能外，还配合其它模块共同工作，实现车载终端整体功能。(1)ARM中央处理器模块：作为车辆终端核心控制模块，完成GPS数据的提取解析，经纬度数据匹配，GPRS无线通讯、语音播放控制等功能。高性能高可靠性的A

45、RM处理器选取是系统稳定运行的关键。(2)GPS定位模块：通过不断的接收卫星传来的导航电文，为系统提供经纬度、时间、速度等信息。(3)GPRS无线通信模块：系统的数据传输模块，将车辆定位信息等通过GPRS网络发送至车辆调度中心，实现实时监控等功能。(4)语音及功放模块：提供高质量、高清晰的语音及音乐播放功能。(5)LCD液晶显示模块：实时显示当前时间、车辆当前所在站点、车辆当前运行速度等信息。(6) 键盘控制模块：为使用者提供简洁方便的设备操作方式。(7)电源模块：为系统多个功能模块提供适当的工作电压，保证各功能模块的稳定工作，本终端中需要提供的电压分别有18V、33V、42V、5V、12V。

46、33主要芯片及模块选型3.3.1 MCU芯片LPC2124是PHILIPS公司生产的单片32位ARM微控制器，是基于一个支持实时仿真和跟踪的1632位ARM7TDMIS CPU，并带有256KB的嵌入的高速FLASH存储器。LPC2124具有非常小的64脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、4路10位ADC、PWM输出、46个GPIo以及多达9个外部中断使它们特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制和电子收款机(PoS)。由于内置了宽范围的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器、嵌入式软件调制解调器以及其它各种类型的应用。LPC2124特性如下：(1)1632位ARM7TDMIS核，

47、超小LQFP64封装；(2)16 kB片内SRAM；(3)256 kB片内F1ash程序存储器，128位宽度接口加速器可实现高达60MHZ工作频率：(4) 可加密。全球首个实现可加密的ARM微控制器；(5)通过片内boot装载程序实现在系统编程(IsP)和在应用编程(IAP);(6)512字节行编程时间为1ms。单扇区或整片擦除时间为400ms；(7)Embedded ICE可实现断点和观察点。当使用片内Real Monitor软件对前台任务进行调试时，中断服务程序可继续运行；(8) 嵌入式跟踪宏单元(ETM)支持对执行代码无干扰的高速实时跟踪；LPC2124具有的1 6K静态RAM，可以用作代码和数据的存储，支持8位、16位和32为访问。LPC2124集成的一个256K的FLASH存储器，可以用作代码和数据的存储。对FLASH存储器的编程可以通过几种方法来实现：(1)通过JTAG接口；(2)通过ISP和URATO；(3)通过在线应用编程(IAP)。3.3.2 GPS模块系统GPS模块采用HoLux的GR87模块。HOLUX GR87 Sirf3代GPS模块采用SiRF第三代高灵敏度、低耗电