基于GPRS的物流定位终端的设计与实现

论文摘要

现代物流产业飞速发展,信息化的物流运输过程已经成为物流发展的一个必然趋势。利用网络覆盖广泛、性能稳定的GPRS网络来实现信息化的物流运输过程不失为一个事半功倍的举措。本文提出了一种以GPRS网络的通信功能为基础并借助于嵌入式和RF无线通信的相关知识,来解决物流运输过程中物资的实时定位、物资安全状况的实时监控等信息化问题的方案。方案中采用单片机作为协调GPS模块、GPRS模块、RF射频模块工作的硬件平台。单片机周期性的从GPS模块获取运输物资的经度、纬度和速度信息,然后通过GPRS网络以短信的形式把它们发往物流信息中心。RF射频模块分为主、从两块,其主要的作用是通过主、从RF射频之间的通信确保押运人员处于能够保证被运送物资安全的有效人物距离范围内工作。当主、从RF射频不能正常通信时,也即押运人员没有在能保证运输物资安全的人物距离范围内工作时,单片机会将这一信息回传到物流的信息中心。在方案设计的过程中对GPS定位、GPRS网络、RF无线通信等方面知识进行了探究。在系统设计的过程中,主要的工作是搭建硬件平台、编写系统代码以及系统的整合调试。按照方案的需求,把硬件平台分为主、从两块板子。主板采用STC11L60XE做为中心控制器,外围器件包括GPS模块、GPRS模块、主RF模块,STC11L60XE通过串口分别与GPS模块和GPRS模块通信,完成信息的采集和回传；通过SPI总线与主RF模块进行通信。从板则采用引脚较为少的STC11L04E做为中心控制器,外围器件只有从RF模块,STC11L04E与从RF模块之间也采用SPI总线通信。软件系统采用模块化的设计思想,主板上的系统软件分为GPS信息采集模块、主RF射频功能模块、GPRS通信模块：从板上的系统软件只是完成了系统初始化以及对从RF射频的操作。经过调试系统已经实现了预期的功能。总的看来,本文所提出的方案具有成本低廉、操作方便、可扩展性等优点,而且还可以灵活的运用到其他需要定位、监测的类似场景中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 物流产业的发展现状
• 1.1.2 GPRS技术的现状及发展趋势
• 1.1.3 GPRS技术应用于物流信息化研究的现状
• 1.2 研究内容及研究意义
• 1.3 论文章节安排
• 第2章 基于GPRS的信息化物流终端综述
• 2.1 GPRS技术概述
• 2.1.1 GPRS的网络结构
• 2.1.2 GPRS的协议栈
• 2.1.3 GPRS的数据传输
• 2.2 GPS技术概述
• 2.2.1 GPS的系统组成
• 2.2.2 GPS的定位原理
• 2.2.3 GPS的导航电文
• 2.3 RF射频技术概述
• 2.4 基于GPRS的信息化物流终端的总体框架简述
• 2.5 基于GPRS的信息化物流终端的工作原理介绍
• 2.6 基于GPRS的信息化物流终端的总体设计原则
• 第3章 基于GPRS的信息化物流终端硬件设计与实现
• 3.1 硬件系统的总体框架设计
• 3.2 主从模块控制器的选型
• 3.3 GPS子模块和GPRS子模块选型和接口电路设计
• 3.4 主从RF子模块的芯片选型和接口电路设计
• 3.5 蜂鸣器的选型和驱动电路的设计
• 3.6 终端系统的电源电路设计
• 3.7 硬件系统设计中需要注意的问题
• 第4章 基于GPRS的信息化物流终端软件设计与实现
• 4.1 软件系统的总体框架设计
• 4.2 GPS信息采集模块软件的设计
• 4.3 主从RF子模块软件的设计
• 4.3.1 主RF子模块软件的设计
• 4.3.2 从RF子模块软件的设计
• 4.3.3 主从RF子模块的SPI操作
• 4.4 GPRS通信模块软件的设计
• 4.5 两个主模块软件的设计
• 4.5.1 从主模块软件的设计
• 4.5.2 主主模块软件的设计
• 4.6 软件系统设计中要注意的问题
• 第5章 基于GPRS的信息化物流终端的功能调试
• 5.1 GPS信息采集模块和GPRS通信模块的调试
• 5.1.1 串行口调试
• 5.1.2 GPS信息采集模块的调试
• 5.1.3 GPRS通信模块的调试
• 5.2 主从RF子模块的调试
• 5.3 终端的综合运行调试
• 5.4 调试运行中遇到的问题的总结
• 5.5 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 附录一 主板原理图
• 附录二 核心板原理图
• 附录三 从板原理图
• 附录四 主板PCB图
• 附录五 核心板PCB图
• 附录六 从板PCB图
• 附录七 终端系统实物图