基于MSP430单片机物流跟踪系统毕业设计(论文).doc

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1、长江大学工程技术学院毕业设计(论文)题 目 名 称基于MSP430单片机物流跟踪系统学 院 信息工程学院专 业 班 级自动化61202班学 生 姓 名胡浩指 导 教 师王宇/讲师辅 导 教 师时 间2015年9月至2016年6月 目 录任务书.开题报告指导教师审查意见评阅教师评语答辩会议记录中文摘要外文摘要1前言.12 物流跟踪系统国内外现状.22.1国内研究现状.22.2国外研究现状.23 系统方案研究与论证.4 3.1 系统基本方案选择及总体结构的设计.4 3.2 终端硬件的设计 .5 3.2.1 MCU单片机MSP430F147.6 3.2.2 GPS模块STD11GPS module.

2、6 3.2.3 GSM模块.73.3 硬件电路设计.8 3.3.1 MSP430F147单片机最小系统. 8 3.3.2 GPS模块电路 .10 3.3.3 GSM模块外围口电路 .11 3.3.4 电源电路设计 . 13 3.3.5 LCD显示电路.13 3.4 印刷电路板的抗干扰设计 . 14 3.5 本章小结 .14 4 货物终端软件设计.154.1 货物终端软件系统结构.154.2系统初始化程序.164.3串口中断程序设计.16 4.3.1 GPS工作原理.16 4.3.2 GPS定位数据格式.18 4.3.3 GPS提取及处理程序设计.19 4.4 卡尔曼滤波算法.20 4.4.1

3、卡尔曼滤波算法概述及其模型.20 4.4.2 卡尔曼滤波中的发散现象与抑制.20 4.4.3强跟踪卡尔曼滤波.22 4.4.4 卡尔曼滤波程序设计.23 4.4.5 GPS实验及结果分析.24 4.5 短信程序设计.25 4.5.1 AT命令介绍 .25 4.5.2 短信发送程序.27 4.6 货物终端显示程序设计.28 4.7 本章小结.295 总结.30参考文献.31致谢.32附录一 运行程序.32 长江大学工程技术学院毕业设计(论文)任务书学院 信息工程学院 专业 自动化 班级 61202 学生姓名 胡浩 指导教师/职称 王宇/讲师 1毕业设计(论文)题目：基于MSP430单片机物流跟踪

4、系统2毕业设计(论文)起止时间：2015年9月1日2016年6月1日3毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）1陈雷，丁小明，赵惠芳，吴晓GPSGPRS车辆监控系统中移动终端的开发J现代电信科技，2004(1)3841.2中国智能运输系统体系框架专题组中国智能运输系统体系框架M北京：人民交通出版社，2003.3沈建华，杨艳琴，翟骁曙MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用M北京：清华大学出版社，2004.4洪利.MSP430单片机原理与应用实例M.北京:北京航空航天大学出版社,2007.5徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计(第二版)M.北京：北京航空航天大学出版社,200

5、46胡汉才.单片机原理及接口技术（第3版）M.北京:清华大学出版社,2010.4毕业设计(论文)应完成的主要任务（1）查阅文献，提出研究方案，2015年11月1日前完成开题报告。（2）提出总体设计方案，完成硬件电路设计包括：系统主控电路、时钟电路模块、液晶显示模块、按键电路、复位电路和系统供电电路等。（3）完成程序设计、系统调试、性能分析等。（4）2016年5月25日前提交毕业设计（论文）初稿，要求排版格式规范，字数在15000字左右。5任务书下达日期 2015 年 10月 1 日 指导教师(签字) 长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目 名 称基于MSP430单片机物流跟踪系统学

6、 院信息工程学院专 业 班 级自动化61202班学 生 姓 名胡浩指 导 教 师王宇/讲师辅 导 教 师开题报告时间2015年10月25日基于MSP430单片机物流跟踪系统学 生：胡浩 信息工程学院指导教师：王宇 信息工程学院一、 题目来源本题来源于日常生活社会生产实践。二、研究（设计）目的和意义在当今繁忙的生活与工作中，物流与我们每一个人都有非常密切的关系，每个人都会受到时间的影响。为了更充分的利用我们的时间，需要一款准确、稳定而又功能强大的物流跟踪系统。目前，市面上出现的一些物流系统，实施物流管理的目的和意义就是要在尽可能最低的总成本条件下实现既定的客户服务水平，即寻求服务优势和成本优势的

7、一种动态平衡，并由此创造企业在竞争中的战略优势。根据这个目标，物流管理要解决的基本问题，简单地说，就是把合适的产品以合适的数量和合适的价格在合适的时间和合适的地点提供给客户。物流跟踪系统管理强调运用系统方法解决问题。现代物流通常被认为是由运输、存储、包装、装卸、流通加工、配送和信息诸环节构成。每个环节原本都有各自的功能、利益和观念。物流跟踪系统方法就是利用现代管理和现代技术，使各个环节共享总体信息，把所有环节作为一个一体化的系统来进行组织和管理，以使系统能够在尽可能低的总成本条件下，提供有服务。系统方法认为，系统的效益并不是它们各个局部环节效益的简单相加。物流跟踪系统方法意味着，对于出现的某一

8、个方面的问题，要对全部的影响因素进行分析和评价。从这一思想出发，物流系统并不简单地追求在各个环节上各自的最低成本，因为物流各环节的效益之间存在相互影响、相互制约的倾向，存在着交替易损的关系。比如过分强调包装材料的节约，就可能因其易于破损造成运输和装卸费用的上升。因此，系统方法强调要进行总成本分析，以及避免次佳效应和成本权衡应用的分析，以达到总成本最低，同时满足既定的客户服务水平的目的。另外，物流跟踪系统的研究给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。电子万年历具有信息量大、直观清晰、经济适用等优点，正成为个人、公司、公共场所等新的交通渠道的热点，具有重要的开发价值。非常方便有需要的人查询使用，与

9、原始信鸽联系并无直接联系。随着电子技术的发展，我们基于MSP单片机物流跟踪系统的工具也在不断地发展，而单片机技术的出现使得物流系统有了新的发展方向。单片机具有体积小、功能全、性价比高等优点。用最少的芯片就能实现强大的功能，这是将来电子产品的主流方向，它将一步步取代其它同类产品。三、阅读的主要参考文献1张鑫等.单片机原理及应用M.北京:电子工业出版社,2006. 2陈雷，丁小明，赵惠芳，吴晓GPSGPRS车辆监控系统中移动终端的开发J现代电信科技，2004(1)38.3谭浩强.C程序设计(第三版)M.北京:清华大学出版社,2005.4周兴华.单片机智能化产品C语言设计实例详解M.北京:北京航空航

10、天大学出版社,2007.5徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计(第二版)M.北京：北京航空航天大学出版社,20046胡汉才.单片机原理及接口技术（第3版）M.北京:清华大学出版社,2010.7洪利.基于MSP430单片机原理与应用实例M.北京:北京航空航天大学出版社,2007.四国内外现状和发展趋势随着科学技术的发展，国内关于货物跟踪系统的研究始于驾驶员通过移动电话与监控中心保持联系。但该种方式成本高，不易管理。取而代之的是基于计算机网络技术的货物跟踪系统，即运输企业通过Internet将运抵货物信息发布到网上，以便客户登陆查询。目前国内中小型运输企业大都采取这种方式，但由于没有车辆定位技术的

11、配合，无法进行货物运输的全程跟踪。随着GPS(Global Positioning System)，GIS(Geographical Information System)GSM(Global System for Mobi le Communications)技术的成熟，使车辆定位导航成为可能，GPS货物定位管理系统利用用GSM无线通信方式将定位信息发往监控中心(指挥调度中心)，监控中心采用电子地图就可以准确地对车辆进行调度管理和对货物进行实时跟踪。国外把货物动态跟踪系统作为ITS(Intelligent Transportation System)研究对象目前应用比成较熟的有全球卫星定位系

12、统(GPS)、地理信息系统(GIS)以及各种通信系统，包括有线广域通信系统、无线广域通信系统、局域通信系统。五、主要研究（设计）内容，关键问题及解决思路5.1 主要研究内容（1）主是要介绍本课题的研究背景、国内外现状、目的和意义。（2）完成并给出了系统总体结构和货物终端硬件设计。（3）进行行货物终端软件系统设计。主要是应用C程序设计语言对下位单片机实现GPS数据信息采集、卡尔曼滤波及强跟踪卡尔曼滤波算法、GSM短信的接收和发送、货物终端液晶显示以及与上位PC机通讯程序设计。（4）开发监控调度中心软件系统设计。利用Visual Basic60编程工具和MapX电子地图开发软件进行程序设计开发，主

13、要对监控中心通信程序设计和控中心界面显示程序设计。（5）完善系统控制界面。5.2 关键问题 主要以MSP430单片机为硬件开发平台，并完成了MSP430F147单片机最小系统、电源、GPS模块、LCD显示、GSM模块接口等外围电路设计。还有软件系统的一些设计。5.3 解决思路（1）设计思路：给出系统总体结构和货物终端硬件和软件的设计。根据系统对硬件的需求，设计了基于MSP430F147单片机为核心的物流跟踪系统的硬件方案。分别对GPS接收模块、GSM模块、终端液晶显示模块、电源部分进行了硬件方案设计，并给出了相应硬件电路图。给出系统总体结构和货物终端硬件设计。根据系统对硬件的需求，设计了基于M

14、SP430F147单片机为核心的物流跟踪系统的硬件方案。分别对GPS接收模块、GSM模块、终端液晶显示模块、电源部分进行了硬件方案设计，并给了相应硬件电路图。（2） 解决方法：采用基于MSP430物流跟踪系统作为主控制系统；采用GPS模块STDLL GPS module实现模块准时跟踪，STDLL是一种高性能的芯片，可数据的储入和及时更新，而且精度高，工作电压为3.3V，3.3V时耗电小于300nA； 采用硬件与软件的结合运用GPS、GSM、GIS来实现数据个更新、发送和传递；采用卡尔曼滤波及强跟踪卡尔曼滤波算法、GSM短信息的接收和发送、货物终端液晶显示。六、完成毕业设计（论文）所必须具备的

15、工作条件 所必须具备的工作环境：（1）IAR Embedded Workbench集成开发环境（2）Proteus仿真软件 (3)Visual Basic60七、预期成果要以车载GPS接收机和GSM模块为控制对象，结合相应的硬件控制、显示、接口电路，构成了系统终端的硬件部分；系统终端的软件部分采用模块化编程思想，给出了GPS数据提取与滤波处理、短信信息发送、货物终端显示等功能模块的实现八、毕业设计（论文）进度与时间安排第一阶段：2015年10月1日-2015年11月1日，查阅文献资料，完成开题报告；第二阶段：2016年11月1日-2015年11月29日，完成概要设计和详细设计；第三阶段：201

16、5年12月1日-2015年12月30日，编制软件，测试各功能模块以及系统测试；第四阶段：2016年4月1日-2015年5月30日，撰写论文。九、指导老师审查意见长江大学工程技术学院毕业设计(论文)指导教师审查意见学生姓名胡浩专业班级自动化61202班毕业设计(论文)题目基于MSP430单片机物流跟踪系统指导教师王宇职 称讲师审查日期2016.6.1审查参考内容：毕业设计(论文)的研究（设计）内容、方法及结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力。毕业设计(论文)是否完成规定任务，是否达到了学士学位水平的要求，

17、是否同意参加答辩等。审查意见： 该论文的研究内容和设计方案都比较合理，设计方法正确和结果，论文设计难度比较适中，工作量比较大，论文的质量和水平都比较高。 该生在写论文期间，学习态度非常端正，组织纪律比较也非常端正，学生通过查阅图书馆和网上的大量资料，掌握了基础和专业知识，当遇到问题解决不了的，就能够积极的去思考问题，通过问老师和同学，通过查阅相关文献资料解决了很多实际问题，通过调试，也遇到了很多问题，当再次遇到时就再次去查资料，反反复复，锻炼了自己解决实际问题的能力。 该生的论文主要分为硬件和软件两个部分；其中硬件部分是以MSP430单片机为硬件开发平台，并且完成了MSP430F147单片机最

18、小系统，电源、GPS模块、LCD显示、GSM、GIS模块接口外围电路设计。另外软件部分是基于IAR Embeded Workbench 集成开发环境，设计出了系统初始化程序、串口中断程序、卡尔曼滤波、短信发送程序、终端服务程序和显示程序。 毕业设计论文在规定时间内完成了规定的任务，达到了学士学位水平的要求， 同意参加答辩。指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分 长江大学工程技术学院毕业设计(论文)评阅教师评语学生姓名胡浩专业班级自动化61202毕业设计(论文)题目基于MSP430单片机物流跟踪系统评阅教师高露职 称讲师评阅日期评阅参考内容：毕业设计(论文)的研究（设计）内容、方法及结果，难度

19、及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力。毕业设计(论文)是否完成规定任务，是否达到了学士学位水平的要求，是否同意参加答辩等。评语： 该论文的研究内容和设计方案都比较合理，设计方法正确和结果，论文设计难度比较适中，工作量比较大，论文的质量和水平都比较高。 该生在写论文期间，学习态度非常端正，组织纪律比较也非常端正，学生通过查阅图书馆和网上的大量资料，掌握了基础和专业知识，当遇到问题解决不了的，就能够积极的去思考问题，通过问老师和同学，通过查阅相关文献资料解决了很多实际问题，通过调试，也遇到了很多问题，当再次遇到时就再次去查资料，反反复复，锻炼

20、了自己解决实际问题的能力。 该生的论文主要分为硬件和软件两个部分；其中硬件部分是以MSP430单片机为硬件开发平台，并且完成了MSP430F147单片机最小系统，电源、GPS模块、LCD显示、GSM、GIS模块接口外围电路设计。另外软件部分是基于IAR Embeded Workbench 集成开发环境，设计出了系统初始化程序、串口中断程序、卡尔曼滤波、短信发送程序、终端服务程序和显示程序。 毕业设计论文在规定时间内完成了规定的任务，达到了学士学位水平的要求， 同意参加答辩。评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_分 长江大学工程技术学院毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定学生姓名胡浩专业班级自动化

21、61202毕业设计(论文)题目基于MSP430单片机物流跟踪系统答辩时间 年 月 日 答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长：成 员：二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分 毕业设计(论文)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计(论文)评分的相关规定成绩(百分制)：_分 答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日答辩委员会主任(签名)： 分院 (盖章) 基于MSP430单片机的物流跟踪系统 学 生：胡浩，信息工程学院指导教师：王宇，信息工程学院摘要基于MSP430物流跟踪系统是一

22、种在我们实际日常中应用非常广泛的物流跟踪的一种工具，在人们的日常生活中扮演着重要的角色。随着交通运输行业的快速发展，运输网络非常发达，大大方便了出行和商品交易流通，同时，在现代物流中，对物流运输提出了更准更快的要求。基于这样的需求，本文以MSP430单片机为控制中心，以GPS定位技术获取货物位置信息，以GSM移动通讯业务实现货物终端与监控中心的通讯，以GIS作为监控中心监控台对车辆进行监控管理的技术平台，提出了一个物流跟踪系统解决方案并应用于大宗货物的运输跟踪。为了提高增加GPS定位的精度，过滤GPS信号误差分析的位置，和用于GPS数据的改进的卡尔曼滤波算法，通过实验表明，该卡尔曼波某种程度上

23、改善提高定位精度和减少错误发散。 本文给出了货物终端系统设计，分别为硬件和软件。硬件部分主要是以MSP430单片机为硬件支持，完成了MSP430F147单片机最小系统、电源、GPS模块、LCD显示、GSM模块接口等外围电路的框架；软件部分是在IAREmbedded Workbench的集成开发环境上完成，设计出了系统初始化程序、串口中断程序、短信息程序、货物终端显示程序。 这篇论文开发了货物动态管理系统软件。采用VB与Maplnfo相结合，并通过一定的技术达到数据相互共享，前台执行VB代码实现系统各模块的功能，后台调用Maplnfo管理电子地图并执行货物终端定位信息在电子地图上的显示。对货物跟

24、踪系统进行了测试，并且能够基本满足对货物实时跟踪的要求，这种物流跟踪系统对提高我国未来物流配送水平具有较好的可用性，并且它具有显示准确、读取方便、电路简单、功能多样、成本低等优点，符合电子仪器设备的发展潮流，市场前景广阔。关键词 MSP430单片机；物流；GPS；GSM；GIS； Logistics tracking system based on MSP430 Student：Hu Hao，Department of InformationSupervisor：Wang Yu，Department of InformationAbstract EMSP430-based logistics

25、tracking system is a tool in our daily practical application of a very wide range of logistics tracking, and in peoples daily life and plays an important role. With the rapid development of the transport sector, very well-developed transportation network, greatly facilitate the flow of travelers and

26、 commodities trading, while in modern logistics, transportation logistics made faster and more accurate requirements. Based on this demand, the paper MSP430 microcontroller to control the center and GPS positioning technology to obtain location information of goods to GSM mobile communications busin

27、ess communicate cargo terminal and the control center to GIS as a monitoring center monitoring station for vehicle monitoring and management technology platform proposes a logistics tracking system solution and applied to transport bulk cargo tracking. In order to increase the accuracy of GPS positi

28、oning to improve the filtration position of the GPS signal error analysis, and for improving GPS data Kalman filter algorithm, experiments show that Carl Mambo somehow improve improve positioning accuracy and reduce errors diverge. This paper presents the design of the cargo terminal system, hardwar

29、e and software, respectively. The hardware part mainlyMSP430 MCU hardware support, completed the MSP430F147 microcontroller minimum system, power supply,GPS module, LCD display, frame GSM module interface and other peripheral circuits; software part is in IAR Complete Embedded Workbench integrated d

30、evelopment environment, design a system initialization procedure, the serial port interrupt Program, SMS program, cargo terminal display programThis paper developed goods dynamic management system software. Using VB and Maplnfo combined and achieve certain technical data shared with each other, the

31、foreground VB code to achieve the function of each module of the system, background calls Maplnfo manage electronic map and perform cargo terminal location information is displayed on an electronic map. Cargo tracking system has been tested, and can basically meet the requirements of real-time tracking of goods, this logistics tracking system to improve the logistics of the future level of good usability, and it has a display accurate, easy to read, simple circuit, versatile, low cost, in line with the development trend of electronic equipment, the market prospec