机场停机坪电动车辆智能终端的研制

摘要

随着航空事业的迅速发展，机场变得越来越繁忙，停机坪车辆的数量也在迅速增加，在一些飞机起降频繁的大型机场，停机坪车辆安全事故层出不穷，停机坪车辆的优化调度及安全问题越来越受到重视。停机坪车辆作业具有工作环境拥挤，时间紧迫，受天气、飞机起降影响大，信息传输效率低等特点。
　　本文针对停机坪车辆作业存在的问题，研制一套以STM32处理器为核心的车载智能终端，该终端设备具有电动汽车蓄电池状态监测、车辆实时定位、无线通信和人机交互等功能。本文通过模块化的设计思路，阐述了车载智能终端的软硬件设计方案以及在机场环境下的针对性方法。在硬件电路设计中，主控制器选用STM32F407ZET6芯片作为核心处理器，电池监测功能通过DS2438芯片实现智能监测，车辆定位功能通过GPS定位技术实现，无线通信功能通过WIFI通信技术实现，并且设计了GPRS模块作为备用通信方式以增强通信功能的稳定性，人机交互模块包含LCD触摸显示屏、按键和LED指示灯，加强了驾驶员与车载终端之间的信息交互。在软件程序设计中，通过建立MDK5工程实现嵌入式系统开发和调试，并将uCOSⅡ内核系统移植于STM32处理器来实现程序运行，硬件驱动基于STM32固件库文件完成，同时根据车载终端的功能需求进行多任务应用层设计。
　　最后，通过对车载智能终端的综合调试，验证了终端设备的可行性，可进行推广使用，同时对整个研究工作进行总结与展望。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外发展现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 论文研究内容、目的及意义

1．4 论文总体安排

2 总体设计方案

2．1 监控系统总体结构

2．2 车载终端总体设计

2．3 车载终端需求分析及设计原则

2．3．1 需求分析

2．3．2 设计原则

2．4 本章小结

3 车载终端硬件设计

3．1 硬件总体结构

3．2 电源模块

3．3 主控制器模块

3．3．1 主芯片选型

3．3．2 启动／复位电路

3．3．3 JTAG接口电路

3．3．4 时钟电路

3．3．5 串口电路

3．3．6 CAN接口电路

3．4 存储模块

3．5 人机交互模块

3．5．1 LCD电路

3．5．2 按键电路

3．5．3 LED指示灯电路

3．6 采集模块

3．6．1 DS2438芯片电路

3．6．2 电池温度采集电路

3．6．3 电池电压采集电路

3．6．4 电池电流采集电路

3．6．5 GPS定位电路

3．7 通信模块

3．7．1 WIFI通信电路

3．7．2 GPRS通信电路

3．8 本章小结

4 车载终端软件设计

4．1 软件总体结构

4．2 软件开发环境

4．2．1 CMSIS标准

4．2．2 硬件驱动

4．2．3 uCOSⅡ系统移植

4．3 采集模块

4．3．1 DS2438总线搜索程序

4．3．2 电池温度采集程序

4．3．3 电池电压采集程序

4．3．4 电池电流采集程序

4．3．5 剩余电量采集程序

4．3．6 GPS数据采集程序

4．4 存储模块

4．4．1 AT24C02芯片读写时序

4．4．2 EEPROM存储格式

4．5 人机交互模块

4．5．1 LCD显示程序

4．5．2 LCD触摸程序

4．5．3 按键扫描程序

4．5．4 LED指示灯程序

4．6 通信模块

4．6．1 无线通信报文设计

4．6．2 WIFI通信程序

4．6．3 GPRS通信程序

4．7 本章小结

5 调试及验证

5．1 调试环境

5．2 调试及验证

5．2．1 电池监测数据分析

5．2．2 GPS定位数据分析

5．2．3 无线通信数据分析

5．2．4 测试结果分析

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况