基于GPRS无线通信的车载驾驶人疲劳监测终端的设计和实现

摘要

目前车载驾驶人疲劳监测装置大都是以简单的计时方式为准则,只要发动机连续工作3～4个小时,就强制发动机停止工作半个小时。比较典型的装置就是汽车行驶记录仪,除了疲劳监测,还对车辆的转向灯、倒灯、车门、点火、远光灯、近光灯、刹车、鸣号、速度等动作进行实时记录,相当于一个“黑匣子”,通过专门的装置,可以将数据打印出来。为一些故障诊断和交通事故分析提供较为科学可靠的证据。此方式能够全面实时地记录车辆的行驶状态数据,但是仅以发动机的工作时间作为驾驶人疲劳的判定准则过于片面；而且只是一个记录装置,信息交互性不足；数据导出必须依赖专门的装置,在一定程度上限制了其应用的范围。 针对以上的不足,本文提出这样的方案：利用目前日益成熟人脸状态识别技术构建驾驶人智能监测系统,对驾驶人的疲劳状况进行实时、准确、高效地监测。当监测到驾驶人处于疲劳状态时,在车内进行语音预警,并利用GPRS无线通信网络将智能监测系统所获得驾驶人的疲劳信息和车辆的位置信息及时传送给上位机(监控中心),使得交管部门能及时采取措施,以避免一些交通事故的发生。同时,将车辆的实时位置信息和驾驶人的疲劳信息以TXT格式存储于车载端U盘结构存储器。 文中较为详细地介绍了GPRS以及组网方案的选择,GPS定位原理,并且给出了GPRS终端单元、GPS接收机、语音模块、无线云台控制以及数据存贮模块的硬件电路设计和软件设计,同时也给出了基于双51单片机和SP3539的车载移动终端系统主控电路设计和车载终端的总体工作流程,最后给出了整个系统的测试结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2研究现状和发展方向

1.3课题的提出以及主要工作

1.3.1课题的提出

1.3.2课题的主要工作

2 GPRS以及组网方案的选择

2.1 GPRS简述

2.2目前普遍采用的GPRS组网方案

2.3最小化GPRS网络

2.4 GPRS收发模块MC35i

3 GPS原理以及E531

3.1 GPS系统

3.1.1 GPS系统简述

3.1.2 GPS卫星的信号特性

3.1.3 GPS接收机的基本结构

3.2 GPS定位原理

3.3 GPS接收芯片E531

3.3.1概述

3.3.2 GPS指标

3.3.3接口

4车载终端的硬件电路设计

4.1车载终端硬件设计的总体结构

4.2 GPRS终端硬件单元电路设计

4.2.1模块电源电路设计

4.2.2 SIM卡接口电路

4.2.3电平转换电路设计

4.3 GPS接收机电路设计

4.3.1 E531用户接口

4.3.2 E531模块电源电路设计

4.3.3 E531电平转换电路设计

4.4语音模块电路设计

4.4.1 ISD4004简述

4.4.2 ISD4004模块电源电路设计

4.4.3功率放大电路设计

4.5无线云台控制电路设计

4.5.1供电模块

4.5.2无线数据接收模块

4.5.3步进电机驱动

4.6数据存贮模块电路设计

4.6.1 SL811HS简述

4.6.2系统结构及其硬件设计

5车载系统主控电路以及车载终端的软件设计

5.1车载系统主控电路

5.1.1微处理器AT89S52

5.1.2串行口扩展芯片SP3539

5.2车载终端的软件设计

5.2.1 Keil uVision2

5.2.2车载终端软件的设计思路

5.3 SP3539驱动程序设计

5.3.1 SP3539原理简述

5.3.2上位机发送数据流程

5.3.3上位机接收数据流程

5.4短信息体系以及相关协议简介

5.4.1短信息体系

5.4.2 AT命令

5.4.3 PDU编码介绍

5.5 GPS与NMEA0183_ASCII码接口协议

5.5.1 NMEA协议的解析

5.5.2误码校验

5.5.3丢星校验

5.5.4车载终端与上位机通信协议的封装

5.6 ISD4004与SPI接口协议

5.7USB主机软件设计

5.7.1 USB主机系统的软件结构

5.7.2 USB总线驱动层的软件设计

5.7.3 USB传输驱动层和UFI命令驱动层的软件设计

6系统集成测试

6.1上位机软件设计以及测试

6.1.1 VC环境下串口通信的实现

6.1.2 位置信息的提取以及图像接收

6.2GPS测试数据以及分析

7结论以及展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

附录

在校期间发表论文