危化品运输车辆行驶状态监控系统设计毕业论文

 2021-04-07 01:04

摘 要

危化品在运输行业,存在着重大的潜在危险性,如火灾、爆炸、泄漏、中毒、污染等,其灾难性后果和影响非常严重。另一方面,驾驶人员在驾驶过程存在超速、超载等行为,车辆行驶过程不按照预定路线行驶或违规进出目标区域,无法及时获取危化品货物状态信息,这些因素都是安全隐患。危化品的运输属于特种运输,由公安和安监部门进行监管,但公路管理部门由于缺乏有效的技术手段,对行驶在公路上的危化品运输车辆的监控目前还基本处于空白状态。危化品运输车辆发生事故主要原因还是超速,因而对危化品运输车辆的行驶速度进行定位监控以及报警具有重大意义。所以开发一套行之有效的危化品运输车辆行驶状态监控系统迫在眉睫。

本课题设计了一种车辆行驶状态监控系统,以STC89C52RC单片机作为主控模块、GPS NEO-7M模块作为GPS定位模块、LCD1602,对各模块进行电路设计及程序设计。从而能够实现车辆行驶速度的测量,并且能够设定安全行驶速度,当实际速度超过设定速度时,由蜂鸣器发出报警信号。同时也能够实现实时、高精度检测行驶速度,并在LCD显示模块能够及时显示当前的行驶速度。

关键词: GPS定位;速度;单片机;监控

Design of Monitoring and Controlling System for Driving State of Dangerous Chemicals Transportation Vehicle

ABSTRACT

Dangerous chemicals in the transport industry, there are significant potential dangers, such as fire, explosion, leakage, poisoning, pollution and so on, its catastrophic consequences and impact is very serious. On the other hand, drivers have the behavior of speeding and overloading in the driving process. Vehicles do not travel along the scheduled route or enter or leave the target area in violation of regulations. They are unable to obtain timely information on the status of dangerous chemicals. These factors are all potential safety hazards. The transportation of dangerous chemicals belongs to special transportation, which is supervised by public security and safety supervision departments. However, due to the lack of effective technical means, the monitoring of dangerous chemicals vehicles on the highway is still basically in a blank state. Accidents of dangerous chemicals transport vehicles are mainly caused by speeding, so it is of great significance to locate, monitor and alarm the speed of dangerous chemicals transport vehicles. Therefore, it is imminent to develop an effective traffic condition monitoring system for dangerous chemicals transport vehicles.

This paper designs a vehicle driving condition monitoring system, which uses STC89C52RC as the main control module, GPS NEO-7M module as the GPS positioning module, LCD1602, and designs the circuit and program of each module. So it can measure the speed of the vehicle and set the safe speed. When the actual speed exceeds the set speed, the buzzer sends out an alarm signal. At the same time, it can also realize real-time and high-precision detection of driving speed, and display the current driving speed in time in LCD display module.

Key words: GPS Positioning; Speed; Single Chip Microcomputer; Monitor

目 录

1 绪论 - 1 -

1.1 课题研究背景和意义 - 1 -

1.2 国内研究现状 - 1 -

1.3 国外研究现状 - 2 -

2 系统总体方案选择 - 4 -

2.1 系统方框图 - 4 -

2.2系统硬件选择 - 4 -

2.1.1单片机模块选择 - 4 -

2.1.2 GPS模块选择 - 5 -

2.1.3 显示模块选择 - 7 -

2.1.4 键盘模块选择 - 8 -

2.1.5 蜂鸣器模块选择 - 8 -

3 系统硬件设计 - 10 -

3.1 STC89C52RC单片机系统设计 - 10 -

3.1 1 STC89C52RC的概述 - 10 -

3.1.2 STC89C52RC单片机器件参数 - 10 -

3.1.3 STC89C52RC复位电路设计 - 11 -

3.1.4 STC89C52RC单片机时钟电路设计 - 11 -

3.1.5 STC89C52RC单片机电源电路设计 - 12 -

3.2 GPS定位模块设计 - 12 -

3.2.1 GPS NEO-7M功能特点 - 13 -

3.2.2 GPS指令解析说明 - 13 -

3.2.3 GPS模块电路设计 - 15 -

3.3 1602液晶显示模块设计 - 16 -

3.3.1 1602基本介绍 - 16 -

3.3.2 1602读写操作时序图介绍 - 17 -

3.3.3 1602屏幕指令说明 - 17 -

3.3.4 1602屏幕电路图设计 - 18 -

3.4 键盘模块设计 - 18 -

3.4.1 4*4键盘矩阵简介 - 19 -

3.4.2 键盘矩阵工作原理介绍 - 19 -

3.4.3 4*4键盘矩阵电路图 - 19 -

3.5 蜂鸣器模块设计 - 20 -

3.5.1 蜂鸣器模块简介 - 20 -

3.5.2 蜂鸣器电路设计 - 20 -

4 系统软件设计 - 21 -

4.1 软件开发环境介绍 - 21 -

4.2 软件程序设计 - 21 -

4.2.1 主程序设计 - 22 -

4.2.2 GPS程序设计 - 23 -

4.2.3 1602显示程序设计 - 24 -

4.2.4 键盘扫描程序设计 - 25 -

4.2.5 蜂鸣器报警程序设计 - 26 -

4.2.6 中断程序设计 - 27 -

5 系统总体调试 - 28 -

5.1单片机串口初始化 - 28 -

5.1.1 单片机串口结构图 - 28 -

5.2 GPS模块定位信息调试 - 28 -

5.2.1 GPS模块通电实物图和GPS模块引脚图 - 29 -

5.2.2 GPS定位测试 - 29 -

5.2.3 GPS模块语句解析 - 30 -

5.3 LCD1602显示屏幕调试 - 30 -

5.3.1 1602显示初始化调试 - 31 -

5.3.2 1602显示GPS速度信息调试 - 31 -

5.4 4*4矩阵键盘扫描程序调试 - 32 -

5.5 蜂鸣器模块调试 - 32 -

5.6 模块调试总体实物图 - 33 -

结论 - 34 -

致谢 - 35 -

参考文献: - 36 -

1 绪论

1.1 课题研究背景和意义

危化品即危险化学品,是指具有易爆、易燃、有毒、有害和放射性等特性,在运输装卸和储存保管过程中易造成人员伤亡和财产损毁而需要特别保护的化学物品[1]。随着经济的繁荣以及快速发展,危化品运输也日趋繁忙。根据近些年的记录,危化品作为移动的危险源,其在运输过程存在非常大的危险,对驾驶员等都可能会造成巨大的伤害[2]。随着我国汽车行业的飞速发展,汽车数量的增加,公路运输的压力逐渐增大,危化品运输的安全问题渐渐地暴露出来,不得不引起重视。

危化品车辆在运输过程中,车辆的位置和环境在不断地变化,因此情况也会相对复杂[3]。而且在有些时候,危化品的运输可能是由多辆车来运输,这样事故发生的可能性会大大增加,造成的损失和伤害将是难以想象的。不断发生的事故,在造成巨大的财产损失,同时也对事故周边的环境也造成了极大的污染。因此开发一套行之有效的危化品车辆行驶状态监控系统显得刻不容缓。

1.2 国内研究现状

对于危化品运输车辆的监控,国内采用最多的还是传统的汽车记录仪,即常说的“汽车黑匣子”,它的作用是检测、记录车辆的行驶状态,存储车辆在行驶过程中的各状态参数[4]。近年来,危化品运输车辆的管理得到运输企业及管理部门的重视,对危化品运输车辆的监控也有了进一步发展。

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