物體位置跟蹤器硬件設(shè)計

1、物體位置跟蹤器硬件設(shè)計物體位置跟蹤器硬件設(shè)計姓名：姓名：XXXXXXXX 學(xué)號：學(xué)號：XXXXXXXXXX班級：班級：XXXXXXXXXX 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：XXXXXXXXXX1 1 摘要：摘要： 本文以本文以MSP430MSP430單片機為控制核心，以單片機為控制核心，以GPSGPS定位技術(shù)獲取定位技術(shù)獲取移動物體位置信息，以移動物體位置信息，以GSMGSM移動通訊網(wǎng)短消息業(yè)務(wù)實現(xiàn)移動移動通訊網(wǎng)短消息業(yè)務(wù)實現(xiàn)移動物體終端與監(jiān)控中心的通訊，以物體終端與監(jiān)控中心的通訊，以CISCIS作為監(jiān)控中心監(jiān)控臺對作為監(jiān)控中心監(jiān)控臺對移動物體進行監(jiān)控管理的技術(shù)平臺，提出了一個物體跟蹤移動物體進行監(jiān)控管理

2、的技術(shù)平臺，提出了一個物體跟蹤系統(tǒng)解決方案。系統(tǒng)解決方案。 物體跟蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要是以物體跟蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要是以MSP430MSP430單片機為硬單片機為硬件開發(fā)平臺，并完成件開發(fā)平臺，并完成MSP430MSP430單片機最小系統(tǒng)、電源、單片機最小系統(tǒng)、電源、GPSGPS模塊、模塊、LCDLCD顯示、顯示、GSMGSM模塊接口等外圍電路設(shè)計。模塊接口等外圍電路設(shè)計。 2 2 物體跟蹤系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計物體跟蹤系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計： 圖圖1 1 物體跟蹤系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖物體跟蹤系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 （1 1）移動物體處理終端：包括中央處理單元、顯示單元、控制）移動物體處理終端：包括中央處理單元、顯

3、示單元、控制電路、電路、GPSGPS接收機、接收機、GPSGPS天線、天線、GSMGSM模塊。終端能夠提供定位、導(dǎo)航、模塊。終端能夠提供定位、導(dǎo)航、遠(yuǎn)程控制等功能。遠(yuǎn)程控制等功能。 （2 2）無線通信數(shù)據(jù)鏈路：無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備作為基站與移動目標(biāo)）無線通信數(shù)據(jù)鏈路：無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備作為基站與移動目標(biāo)進行信息交換進行信息交換的樞紐，是整個物體跟蹤系統(tǒng)中的樞紐，是整個物體跟蹤系統(tǒng)中 的重要組成部分，本方案選擇了公用通信網(wǎng)絡(luò)。的重要組成部分，本方案選擇了公用通信網(wǎng)絡(luò)。 （3 3）監(jiān)控中心：地理信息系統(tǒng)（）監(jiān)控中心：地理信息系統(tǒng)（CISCIS）終端。）終端。 3 3 終端硬件設(shè)計：終端硬件設(shè)計： 中央處

4、理器使用中央處理器使用MSP430MSP430作為移動物體終端程序控制作為移動物體終端程序控制MCUMCU（微（微控制單元），以完成控制單元），以完成GPSGPS數(shù)據(jù)信息的采集、處理、存儲、顯示控數(shù)據(jù)信息的采集、處理、存儲、顯示控制及其制及其GSMGSM通信控制；通信控制；GPSGPS實現(xiàn)終端的定位；實現(xiàn)終端的定位；GSMGSM模塊實現(xiàn)終端與模塊實現(xiàn)終端與監(jiān)控中心的無線通信和遠(yuǎn)程控制功能；顯示模塊主要顯示當(dāng)前監(jiān)控中心的無線通信和遠(yuǎn)程控制功能；顯示模塊主要顯示當(dāng)前的位置信息；電源系統(tǒng)主要為各個不同的模塊提供電源。其硬的位置信息；電源系統(tǒng)主要為各個不同的模塊提供電源。其硬件系統(tǒng)框圖如下：件系統(tǒng)框圖

5、如下：圖圖2 2 硬件系統(tǒng)框圖硬件系統(tǒng)框圖4 4 各模塊硬件電路設(shè)計：各模塊硬件電路設(shè)計： 硬件電路部分主要包含：硬件電路部分主要包含：MSP430F147MSP430F147單片機最小系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)、GPSGPS模塊電模塊電路、路、GSMGSM模塊模塊 控制電路、電源供電電路、液晶顯示電路?？刂齐娐?、電源供電電路、液晶顯示電路。4.1 MSP4304.1 MSP430單片機最小系統(tǒng)電路圖如下：單片機最小系統(tǒng)電路圖如下： DVcc1P6.3/A32P6.4/A43P6.5/A54P6.6/A65P6.7/A76VREF+7XIN8XOUT/TCLK9VeREF+10VREF-/VeREF

6、-11P1.0/TACLK12P1.1/TA013P1.2/TA114P1.3/TA215P1.4/SMCLK16P1.5/TA017P1.6/TA118P1.7/TA219P2.0/ACLK20P2.1/TAINCLK21P2.2/CAOUT/TA022P2.3/CA0/TA123P2.4/CA1/TA224P2.5/Rosc25P2.6/ADC12CLK26P2.7/TA027P3.0/STE028P3.1/SIMO029P3.2/SOMI130P3.3/UCLK031P3.4/UTXD032P3.5/URXD033P3.634P3.735P4.0/TB036P4.1/TB137P4.2/

7、TB238P4.339P4.440P4.541P4.642P4.7/TBCLK43P5.044P5.145P5.246P5.347P5.4/MCLK48P5.5/SMCLK49P5.6/ACLK50P5.7/TBoutH51XT2OUT52XT2IN53TDO/TDI54TDI55TMS56TCK57RST/NMI58P6.0/A059P6.1/A160P6.2/A261AVss62DVss63AVcc64C?MSP430F147XTAL132768HzC10.1ufC20.1uf+3.3v8MHzC356pfC456pfJ_RSTJ_TCKJ_TMSJ_TDIJ_TDODB7DB6DB5DB

8、4DB3DB2DB1DB0LCM_ELCM_RWLCM_RSCSBCSAGSM_TXURXD1BSL_RXDPWR_KEYBSL_TXDGSM_VDD_DETGSM_RINGGSM_RXUTXD1 P4.0P4.0控制控制TC35iTC35i的點火信號，以便通過單片機來啟動的點火信號，以便通過單片機來啟動TC35iTC35i模塊。模塊。P1.0P1.0、P1.3P1.3分別控制分別控制GSMGSM模塊的斷開和來電信號燈，模塊的斷開和來電信號燈，P4.3-P4.7P4.3-P4.7和和P5P5口控制口控制TG12864TG12864液晶模塊。液晶模塊。4.2 4.2 單片機單片機JTAGJTAG

9、及復(fù)位電路：及復(fù)位電路： JTAGJTAG接口在接口在IAR Embedded Workbench For MSP430 v3.14AIAR Embedded Workbench For MSP430 v3.14A集成環(huán)集成環(huán)境下，可以很方便的進行實時在線調(diào)試以及程序下載。另外本系統(tǒng)境下，可以很方便的進行實時在線調(diào)試以及程序下載。另外本系統(tǒng)還有一個還有一個JTAGJTAG口電路和復(fù)位電路，其具體電路圖如下圖：口電路和復(fù)位電路，其具體電路圖如下圖：圖圖4 4 單片機單片機JTAGJTAG及復(fù)位電路及復(fù)位電路1J_TDO23J_TDI45J_TMS67J_TCK89GND10BSL_TXD11J_

10、RST12BSL RXDJ1JTAGR14.7KS13.3VCCC510nf3.3VCC JTAGJTAG接口采用兩排十二針插槽，插槽上的引腳與單片機上對應(yīng)引腳接口采用兩排十二針插槽，插槽上的引腳與單片機上對應(yīng)引腳相連。另外，該電路還包含了系統(tǒng)復(fù)位電路，由相連。另外，該電路還包含了系統(tǒng)復(fù)位電路，由R1R1、S1S1和和C5C5組成，按下組成，按下S1S1可以使系統(tǒng)復(fù)位?？梢允瓜到y(tǒng)復(fù)位。4.3 GPS4.3 GPS模塊電路模塊電路 ：圖圖5 GPS5 GPS模塊電路模塊電路 C1+1VDD2C1-3C2+4C2-5VCC16T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12

11、R1IN13T1OUT14GND15VEE6MAX232CSEU2NC1USB_DM2USB_DP3TTL2_RX4TTL1_RX5TTL1_TX6NC7IPPS8NC9NC10NC11STATUSLED12NC13GND14VCC_IN15V_BIT16NC17RESET18NC19GND20GPSMODE621GPSMODE522TTL2_TX23GPSMODE224NC25GND26RF_IN27GND28STD11U3C111ufC120.1ufC131ufC91ufC101uf+3.3V+3.3VUTXD1URXD1+3.3VD11N4141C141ufC150.1uf+3.3VE1

12、ANTENNA GPSGPS主要是由主要是由STD11STD11芯片和芯片和MAX232MAX232芯片組成。芯片組成。UTXD1UTXD1和和UPXD1UPXD1接單片機接單片機串口串口1 1。STD11STD11芯片可以有兩路串口輸出，本系統(tǒng)只使用到一路，因此芯片可以有兩路串口輸出，本系統(tǒng)只使用到一路，因此管腳管腳TTL2_RXTTL2_RX和和TTL2_TXTTL2_TX懸空，懸空，RF_INRF_IN外接天線，為模塊的信號輸入端；外接天線，為模塊的信號輸入端；V_BITV_BIT為芯片內(nèi)部為芯片內(nèi)部RTCRTC和和SRAMSRAM電源輸入管腳，電源輸入管腳，3.3V3.3V電壓通過一個

13、二極管電壓通過一個二極管降壓得到，外接兩個濾波電容，以減少干擾。降壓得到，外接兩個濾波電容，以減少干擾。 4.4 GSM4.4 GSM模塊外圍接口電路模塊外圍接口電路 ： TC35iTC35i模塊主要通過串口與單片機進行連接，從而單片機實現(xiàn)對模塊主要通過串口與單片機進行連接，從而單片機實現(xiàn)對TC35iTC35i模塊的控制。另外模塊的控制。另外TC35iTC35i模塊還需要連接模塊還需要連接SIMSIM卡座，這樣才能實卡座，這樣才能實現(xiàn)一個完整獨立的現(xiàn)一個完整獨立的GSMGSM終端。終端。TC35iTC35i模塊的串口線直接與單片機的串口模塊的串口線直接與單片機的串口進行連接。進行連接。 TC3

14、5iTC35i使用外接式使用外接式SIMSIM卡座，卡座，24-2924-29引腳為引腳為SIMSIM卡引腳，分別為卡引腳，分別為CCINCCIN、CCRSTCCRST、CCIOCCIO、CCCLKCCCLK、CCVCCCCVCC和和CCGNDCCGND。ZIFZIF連接器上有連接器上有6 6個引腳作為個引腳作為SIMSIM卡的接口，卡的接口，SIMSIM卡上也有卡上也有6 6個引腳分別與它相對應(yīng)，個引腳分別與它相對應(yīng)，SIMSIM卡同卡同TC35iTC35i的同名端直接相連，的同名端直接相連，ZIFZIF連接座的連接座的CCINCCIN引腳用來檢測引腳用來檢測SIMSIM卡是否插好，卡是否插

15、好，如果連接正確，則如果連接正確，則CCINCCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。引腳輸出高電平，否則為低電平。下圖為下圖為TC35iTC35i模塊接口電路：模塊接口電路： 1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292930303131323233333434353536363737383839394040GSMU4C160.1ufC174.7pfC180.1ufC194.7pf3.6VR2RES1GSM_VDD_DETR447KR31KR810

16、KQ19014R54.7KR61KD2IN4148S2GSM_IGT_CTRLGSM_RINGGSM_TXGSM_RXCCINCCRSTCCIOCCCLKCCVCCCCGNDC20100pfC21100pfC22 100pf1Vcc2GND3RST4Vpp5CLK6DATASIM CARD HolderP2C230.1ufQ29014R940KR7560DS1LED03.6VPWR_DOWNSYNC4.4 4.4 電源電路設(shè)計：電源電路設(shè)計： 單片機和單片機和GPSGPS模塊的電壓為模塊的電壓為3.3V3.3V， 由由TITI公司的公司的TPS76003TPS76003芯片實現(xiàn)芯片實現(xiàn) ; ;

17、 GSMGSM模塊的工作電壓為模塊的工作電壓為3.6V3.6V， 由由NATIONALNATIONAL公司的公司的LP3699-ADJLP3699-ADJ芯片芯片 實現(xiàn)。實現(xiàn)。具體電路圖如下：具體電路圖如下：圖圖7 7 電源電路圖電源電路圖/SD1VIN2GND3OUT4ADJ5LP3966-ADJ U5R1010KVCC+C2468ufR1110KR1210KC2568pfC2633ufC270.1ufIN1GND2EN3NC4OUT5U1TPS70633C6CAP+5C722ufC80.1uf3.3VCC3.6VCC4.5 LCDLCD顯示電路顯示電路: 由于由于MSP430F147MSP430F147單片機本身帶有單片機本身帶有LCDLCD控制器，只需要控制器，只需要LCDLCD模模塊塊GXM12864GXM12864就可以實現(xiàn)。就可以實現(xiàn)。LCDLCD與單片機的接口很簡單，只需要與與單片機的接口很簡單，只需要與MSP430F147MSP430F147單片機上相應(yīng)的管