基于GPS和GPRS的智能公交系統(tǒng).doc

時間：2010年12月3日地點：創(chuàng)新實驗室人員：黃宗元、盧婭、李瑞、李雪冰、張永、邵勝陽、盛久揚、楊明飛內(nèi)容：1.工作分配：黃宗元、盧婭：GPS模塊定位設(shè)計； 李瑞：太陽能電池供電設(shè)計；（供電系統(tǒng)設(shè)計） 李雪冰：中心控制系統(tǒng)軟件設(shè)計； 中心控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計； 張永：中屏點陣控制設(shè)計： 邵勝陽、盛久揚：GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計； 楊明飛：語音播報系統(tǒng)設(shè)計。2. 細節(jié)：黃宗元：擔(dān)任技術(shù)指導(dǎo)；張永：負責(zé)管理財務(wù)（收賬、支出明細）；3. 購買材料：兩塊MSP430學(xué)習(xí)板；4. 擬定任務(wù)：所有大二成員學(xué)習(xí)51單片機操作，大四成員學(xué)習(xí)MSP430操作。時間：2010年12月18日地點：創(chuàng)新實驗室人員：黃宗元、盧婭、李瑞、李雪冰、張永、邵勝陽、盛久揚、楊明飛內(nèi)容：1.總結(jié)近階段學(xué)習(xí)進展情況：隊友都開始學(xué)習(xí)與項目有關(guān)的理論知識：如李瑞查閱了有關(guān)太陽能電池模塊的相關(guān)資料，初步確定了需要學(xué)習(xí)材料與學(xué)習(xí)方法；黃宗元基本上能熟練地用51單片機控制GPS模塊；李雪冰了解了有關(guān)數(shù)據(jù)庫的知識；其他隊友學(xué)習(xí)了msp430單片機的原理，其中有的隊友已經(jīng)能用開發(fā)板做相關(guān)的實驗。2.下一階段計劃：繼續(xù)學(xué)習(xí)msp430的相關(guān)理論知識，并能借助開發(fā)板完成相應(yīng)的實驗。3.處理好書本知識的學(xué)習(xí)與課外實踐的關(guān)系：部分同學(xué)復(fù)習(xí)相關(guān)的書本知識，應(yīng)付期末考試，在課余時間學(xué)習(xí)單片機控制的相關(guān)知識。4.指導(dǎo)老師建議：注重團隊協(xié)作精神地培養(yǎng)，平時的學(xué)習(xí)中，大家要相互學(xué)習(xí)，多多討論。時間：2011年1月5日地點：創(chuàng)新實驗室人員：黃宗元、盧婭、李瑞、李雪冰、張永、邵勝陽、盛久揚、楊明飛內(nèi)容：1. 總結(jié)近階段學(xué)習(xí)進展情況：隊友們對msp430的學(xué)習(xí)都掌握了其中基本的部分。2. 下一階段計劃：隊員們自己學(xué)會親自動手接觸并操作各自負責(zé)的模塊。3. 合理安排自己的時間：隊員中大二同學(xué)在近期調(diào)整好時間安排，處理好書本知識的學(xué)習(xí)與課外實踐的關(guān)系。部分同學(xué)復(fù)習(xí)相關(guān)的書本知識，應(yīng)對期末考試。時間：2011年1月14日地點：創(chuàng)新實驗室人員：黃宗元、盧婭、李瑞、李雪冰、張永、邵勝陽、盛久揚、楊明飛內(nèi)容：1. 總結(jié)近階段的學(xué)習(xí)進展情況：隊友們對msp430的學(xué)習(xí)都掌握了其中基本的部分，安排隊友在寒假期間的學(xué)習(xí)任務(wù)。2. 寒假期間安排：根據(jù)最初安排的任務(wù)，隊友們把相應(yīng)的模塊可以帶回家里，加緊時間學(xué)習(xí)并掌握。并及時完成自己的科研日志。爭取在假期過后，能實現(xiàn)模塊封裝。3. 指導(dǎo)老師建議：寒假回家以后不要放松，依舊保持學(xué)習(xí)的狀態(tài)，對各自負責(zé)的模塊都要好好地理解和實際地去操作。有不懂的或者疑惑的同學(xué)們要多交流，多討論。時間：2011年2月30日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 任務(wù)分配：張永：1、賬目管理2、器件購買3、GPS模塊功能4、太陽能電池板板功能盧婭：1、GPRS模塊功能2、ISD4003語音模塊功能3、LED點陣屏功能2.下一階段任務(wù)：購買需要的元器件；實現(xiàn)12864的顯示功能，即對內(nèi)容的排版；實現(xiàn)點陣屏的動態(tài)顯示功能，實現(xiàn)整屏循環(huán)左移功能；3. 購買需要的器件。4. 指導(dǎo)老師建議：每次購買元器件，不要想起一件買一件，如果不急著用，可以先記錄下來，等多積累了幾件再一起購買，這樣可以省郵費。選器件的時候不要只考慮價格和功能，還要參考賣家給的器件的資料是否齊全，否則買回來遇到各種問題不能解決，費精力費時間。時間：2011年2月15日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：已經(jīng)實現(xiàn)12864的顯示功能，即對內(nèi)容的排版；已經(jīng)實現(xiàn)點陣屏的動態(tài)顯示功能，實現(xiàn)整屏循環(huán)左移功能；2. 經(jīng)驗總結(jié)：12864用89c52操作的時候，分寫命令子函數(shù)和寫數(shù)據(jù)子函數(shù)，每次進行寫功能之前要判忙，完成一個字節(jié)的寫入后要延時幾毫秒。12864的行與行之間的地址不是連續(xù)的，是第一行和第三行連續(xù)，第二行和第四行連續(xù)。一個英文字符占8個字節(jié)，一個漢字占16個字節(jié)。點陣屏是90*16的點陣。動態(tài)掃描是橫向的，程序按照一行一行的往下顯示，因此漢字編碼的時候必須按照此規(guī)律進行。又由于一個漢字占16*16的點陣，而根據(jù)點陣屏的電路可知每一次寫入只能控制8*16的點，因此每個漢字寫入的時候必須分兩次，且漢字的編碼必須與點陣顯示規(guī)律相對應(yīng)。由于要實現(xiàn)整屏左移功能，所以先必須寫入5個空漢字，然后緊接著在寫真正要現(xiàn)實的內(nèi)容。以此來實現(xiàn)循環(huán)顯示。3. 下一階段計劃：實現(xiàn)語音模塊的錄音和放音，并設(shè)計系統(tǒng)所需語音；實現(xiàn)GPS的數(shù)據(jù)接收，并用12864進行顯示。4. 指導(dǎo)老師建議：語音模塊的錄音和放音功能可以先參照賣家給的資料，對模塊進行功能測試，然后按部就班的熟悉控制過程。GPS接收回來的信息，先通過串口顯示在串口助手上，等調(diào)試成功了，在實現(xiàn)用12864的顯示。時間：2011年2月30日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：已經(jīng)能夠用msp430單片機控制ISD4003芯片實現(xiàn)錄音功能和放音功能。尚不能用msp430單片機控制GPS芯片實現(xiàn)定位信息采集。2. 經(jīng)驗總結(jié)：ISD4003芯片使用的是SPI通信協(xié)議，SPI協(xié)議的信息傳輸接口有四個：MOSI、MISO、CS、SCL，可以實現(xiàn)全雙工通信。由于使用的是基于ISD芯片的語音模塊，所以還要根據(jù)其外圍電路的設(shè)計對其進行操作。插線必須嚴格按照電路圖走，因為有兩個引腳懸空，所以插線的時候一定要注意，以防插錯。載入錄音程序后，用電腦錄音的方式，通過控制錄音軟件和模塊上的按鍵對要錄的音頻文件進行選擇。放音的時候，載入放音程序，通過控制按鍵實現(xiàn)播放、停止、復(fù)位的功能。GPS模塊使用uart串口通信協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，但是基于msp430的GPS應(yīng)用的參考資料較少，參考書上的信息采集程序是基于51單片機的，調(diào)和成msp430程序后，并不能實現(xiàn)信息采集功能。和大四的學(xué)長交流后，得知其也只有用51操控GPS的經(jīng)驗，網(wǎng)絡(luò)上的資料都參差各異，聯(lián)系賣家也并未獲得理想的答案。3. 下一階段計劃：實現(xiàn)GPRS的信息收發(fā)功能；實現(xiàn)51單片機控制GPS模塊的信息采集功能。4. 指導(dǎo)老師建議：GPS控制中遇到的困難可以通過在網(wǎng)上查詢資料、詢問有做過相關(guān)項目的人、聯(lián)系賣家索取參考資料、查閱各種相關(guān)書籍來解決?，F(xiàn)在還是沒有得到理想的解決辦法，那就退而求其次，先用51單片機操控它，初步實現(xiàn)信息采集功能，如果效果理想，在考慮用msp430芯片控制。時間：2011年3月15日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：已經(jīng)實現(xiàn)用msp430單片機控制GPRS模塊的信息發(fā)送功能，但是接收功能并沒有實現(xiàn)。已經(jīng)實現(xiàn)用51單片機控制GPS模塊的信息采集功能，并能通過串口助手觀測采集回來的信息。2. 經(jīng)驗總結(jié)：在閱讀了GPRS的AT控制協(xié)議，又參閱了很多網(wǎng)絡(luò)上的和書本上的程序資料并有了一定的理解后，才開始著手寫msp430程序去控制GPRS。由于GPRS也是通過uart串口實現(xiàn)信息傳輸?shù)?，所以目前也是通過串口調(diào)試去觀測其接收到的信息。每次對GPRS模塊發(fā)送指令后，其都會有返回值，每次必須得檢測到其返回值，才能夠?qū)ζ浒l(fā)送下一條指令，如果沒有檢測到正確返回值，在等待一段設(shè)置的時間過后，必須重新發(fā)送此條控制命令，直到收到正確的返回值為止。實際的操作結(jié)果證明參考書上的51單片機信息采集程序的可用的。通過串口調(diào)試助手已經(jīng)能夠觀測到采集回來的信息。由于GPS的設(shè)置指令以及信息格式都是有嚴格的國際通用編碼協(xié)議的，所以編寫程序的時候也必須根據(jù)自己所需要采集信息的種類，編寫對應(yīng)的設(shè)置指令，然后對采集回來的信息，根據(jù)信息傳輸格式編寫對應(yīng)的程序進行解讀，以獲得正確的采集信息。3. 下一階段計劃：實現(xiàn)51單片機的GPRS信息發(fā)送與接收功能；實現(xiàn)51單片機的GPS信息實時采集功能，并用12864液晶顯示。4. 指導(dǎo)老師建議：由于已經(jīng)實現(xiàn)了51單片機的GPS信息采集工能，所以用12864液晶顯示肯定不會特別困難。Msp430單片機的參考資料過少，現(xiàn)階段開發(fā)它的程序也很少，通過學(xué)習(xí)達到相當嫻熟的控制它的所需要的時間也相對較長，所以，不妨用51單片機替換?，F(xiàn)階段msp430控制GPRS模塊的接收功能尚未實現(xiàn)，不妨直接使用51單片機，嘗試時候能實現(xiàn)51單片機控制GPRS模塊的接收以及發(fā)送功能。時間：2011年3月30日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：已經(jīng)實現(xiàn)51單片機控制GPRS模塊的接收和發(fā)送功能，并能通過串口調(diào)試助手發(fā)送和觀測已經(jīng)接收到的信息。已經(jīng)實現(xiàn)51單片機控制的GPS信息采集功能，并能用12864實時顯示采集回來的信息。2. 經(jīng)驗總結(jié)：關(guān)于GPRS模塊的控制是相當費勁的。先通過串口調(diào)試助手，參考AT指令協(xié)議，先一條指令一條指令的進行測試，觀察返回值，譬如驗證發(fā)送功能：等返回值都正確以后，寫入要發(fā)送的信息，觀察手機是否接收到發(fā)出來的信息，如果接收到，則證明發(fā)送成功。驗證接收功能：先按照AT指令協(xié)議，設(shè)置接收模式，等每條指令的返回值都正確的時候，用手機發(fā)送信息，觀察串口的反應(yīng)，等反應(yīng)正確了，說明接收成功。當明確了接受和發(fā)送操作的細節(jié)之后，再按照這個過程編寫程序并進行調(diào)試。調(diào)試的過程中，程序的運行過程看不見現(xiàn)象，不知道是在哪一條命令上停下來了還是根本沒有載入運行，為了清楚地觀測單片機程序的運行過程，在每一條指令返回值正確后，都點亮一盞指示燈，然后根據(jù)指示燈的指示確定程序那一段需要進行修改。反復(fù)調(diào)試，直到功能實現(xiàn)。關(guān)于GPS的信息采集和現(xiàn)實屬于程序整合的過程。由于GPS信息采集功能和12864顯示功能都已經(jīng)分別實現(xiàn)，所以要做的只是將它們整合起來，共同完成采集和顯示的相互配合?？紤]到兩個器件的共同使用，所以單片機引腳的劃分格外重要。GPS模塊是通過串口進行信息傳輸?shù)?，所以P30和P31引腳必須分配給GPS而不能分給12864。初步確定12864的控制P0口和P24P27?？紤]到以后整合各種程序的時候有可能還要進行引腳分配，所以在編寫此程序的時候采用宏定義會更實用。3. 下一階段計劃：實現(xiàn)站牌的顯示功能，即根據(jù)GPRS接收回來的信息，經(jīng)過程序進行處理后，用點陣屏進行顯示。實現(xiàn)車載部分的自動報在功能，以及設(shè)定模擬站點實地采集其經(jīng)緯度信息。4. 指導(dǎo)老師建議：因為已經(jīng)用51單片機實現(xiàn)了GPRS信息的收發(fā)功能，而點陣屏的控制最開始是使用msp430單片機實現(xiàn)的，所以接下來必須先實現(xiàn)51單片機的點陣屏顯示功能，才能配合上GPRS模塊的操作。否則用兩種不同的單片機分別控制器件去實現(xiàn)所需的功能必然會得不償失。時間：2011年4月15日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：已經(jīng)實現(xiàn)了用51單片機同時控制GPRS模塊和點陣屏，來顯示當前車輛信息。已經(jīng)實現(xiàn)了各個模擬站點的經(jīng)緯度采集，以及自動報站功能。2. 經(jīng)驗總結(jié)：將msp430控制的點陣屏程序整改成51單片機的程序，在已經(jīng)熟悉了點陣屏各引腳以及51單片機操作方法和msp430操作方法以后，并不是很困難。值得一提的是msp430與51最大的不同的幾處在于，msp430要設(shè)置各種時鐘，51不用，msp430的每一個引腳的輸入輸出要單獨設(shè)置，而51在沒有進行位定義的時候不可以單獨對某個引腳進行操作，并且直接賦值就是輸出，直接判斷高低電平就是輸入，并不需要通過指令進行設(shè)置。在整合程序的過程中為了方便測試，并沒采用GPRS模塊的兩兩對發(fā)，而是直接用手機發(fā)送設(shè)定好的信息，等接收模塊接收到了，觀測點陣屏的顯示，看程序運行的是否正確，這樣避免了同時調(diào)兩個程序的麻煩。還有就是點陣屏的顯示效果有些不理想，估計是晶振頻率不夠所致，換成了22MHz的晶振，顯示效果提升了，但是不容忽視的一點是，串口波特率的設(shè)置依舊要保持為9600，所以定時器1的參數(shù)介于晶振頻率翻倍了因此也要翻一倍。在測試各個模擬站點的經(jīng)緯度的同時，也測試了一下在一段較近的距離類經(jīng)緯度的變化幅度，以此來確定一個經(jīng)緯度參數(shù)的范圍。每一個站點的經(jīng)緯度的設(shè)置并不是固定的一個值，它應(yīng)該是一個范圍，當車輛行駛到范圍內(nèi)的時候，語音播報“*到了”，車輛停車后再啟動，直至駛出這個范圍以后，語音播報“下一站*”。最值得注意的是在地表上看似挺長的一段距離，經(jīng)緯度的變化其實是很微小的，所以在顯示的時候，必須把顯示經(jīng)緯度的精度調(diào)到秒（*度*分*秒）以下，才能觀測到經(jīng)緯度數(shù)值的變化。3. 下一階段計劃：實現(xiàn)車輛到達各個模擬站點時對車輛信息的發(fā)送；實現(xiàn)各個模擬站點的編碼，使GPRS模塊接收到編碼后，顯示相應(yīng)的信息。4. 指導(dǎo)老師建議：考慮到車載系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了GPS模塊信息采集功能、12864液晶顯示功能、ISD4003模塊語音報站功能，如果要把GPRS模塊信息發(fā)送的程序整合進去，51單片機的執(zhí)行效果可能會降低。因為一條GPRS信息的發(fā)送涉及到各條指令的等待延時，在這一等待或者重發(fā)的過程中，所有的程序都會受到相當大的影響。所以不妨用兩個51單片機來實現(xiàn)車載系統(tǒng)。時間：2011年4月30日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：已經(jīng)用兩個51單片機實現(xiàn)了車載系統(tǒng)功能，12864顯示車輛信息、語音自動報站、GPRS實時傳送車輛信息到站牌。已經(jīng)實現(xiàn)了各個模擬站點的編碼，使GPRS模塊接收到信息后，顯示相應(yīng)的車輛信息。2. 經(jīng)驗總結(jié)：用兩塊51同時配合工作則必須讓兩塊51單片機實時通信。它們的通信特點是一個只發(fā)，一個只收。因此，它們之間必須先確定出4個相互對接的引腳，并制定一套信息的編碼，以便通過引腳高低電頻的設(shè)置和檢測，實現(xiàn)信息碼的輸出與獲得，當控制GPRS模塊的51檢測到有效的信息碼時，便開始發(fā)送信息，實現(xiàn)信息的傳遞。如：在確定好信息碼以后，當GPS模塊的返回信息是某站的進站時，此單片機便向另一個單片機發(fā)送相應(yīng)的編碼，當另一個單片機檢測到這個編碼時，便向站牌發(fā)送相應(yīng)的車輛信息。在對各個模擬站點編碼時，只需要確定那一個信息碼對應(yīng)了哪一條線是信息就可以了。如：車輛剛出車站的時候發(fā)送的是1001，當站牌端接收到1001的時候，點陣屏就會顯示“最近一輛112路車到站還需20分鐘”。3. 下一階段計劃：實地測試。車載終端從模擬起點開始，途經(jīng)各個模擬站臺，觀測12864液晶顯示、語音模塊報站、站牌終端顯示效果，看所有的現(xiàn)象是否都和預(yù)期的一樣。4. 指導(dǎo)老師建議：由于在進行實地測試的時候并不能方便的修改和調(diào)試程序，所以每一個器件工作的狀況都必須細致地用筆記錄下來，以便回到實驗室后，針對不足的地方進行整改和調(diào)試。時間：2011年5月15日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：經(jīng)過反復(fù)幾次的實地測試和程序整改，已經(jīng)實現(xiàn)了系統(tǒng)的全部功能，但是還存在個別不穩(wěn)定的地方。2. 經(jīng)驗總結(jié)：一起組裝程序的過程也是最磨練人與人之間交流和配合的過程。針對同一個問題，不同的人探究問題的方向會不一樣，試圖解決問題的方法更不一樣。這時思想上的交流顯得格外重要，否則單是自顧自地思考，固執(zhí)己見，問題解決不好還不說，更會影響總體的進程。當有不同于自己的意見提出時，不要忙于否定對方，也不要忙于和對方攀比凸顯你的解決方法多么的高明。所有的口頭解釋在雙方都堅信自己時是沒有絲毫用處的，唯一能解決問題的是各自保留意見，并尊重對方，商量好先嘗試誰的方法，再嘗試誰的方法，用測試結(jié)果說明道理，證明自己。這樣，不僅有助于項目的進展、問題的解決，還能開拓自己的思維，增強自己解決程序問題的能力。3. 下一階段計劃：實現(xiàn)太用能電池板的供電電路設(shè)計；實現(xiàn)太用電池給電子站牌供電的功能。4. 指導(dǎo)老師建議：整理好所有的程序，整理好所有的期間購買清單，整理好所有的文檔資料，為以后結(jié)項做好準備。時間：2011年5月30日地點：創(chuàng)新實驗室人員：張永、盧婭內(nèi)容：1. 總結(jié)成果：太陽能電池電路設(shè)計和供電功能均已完成；又經(jīng)過幾次實地測試，程序已經(jīng)完全整合過，功能都已全部實現(xiàn)。2. 經(jīng)驗總結(jié)