基于GPS/GSM渔船监控终端的设计与实现

论文摘要

本文涉及船载嵌入式监控终端的设计。该监控终端主要应用于渔船上,它能获得渔船当前的位置、速度、时间等信息并将这些信息直接显示出以供船上乘务人员参考。另外该终端还要将上述信息发送到渔船监控中心,以便于监控中心对渔场进行管理。本设计中包括该监控终端的硬件设计和软件设计两部分工作。硬件设计采用的是以AR7处理器为核心,外扩LCD模块、GPS模块和GSM模块的设计方案。软件设计采用的是以uC/OS-Ⅱ操作系统为核心,并在该操作系统下开发应用任务的设计方案。本文首先对课题的研究背景、国内外发展趋势进行了总结。在对硬件电路各种可行方案及软件设计方案进行分析、比较并充分考虑了嵌入式系统成本、体积、开发效率等综合制约因素后选择了合适的设计方案,随后本文介绍了与这些方案相关的技术。接下来详细介绍了TC35I模块、12864液晶模块、3.3V与5V数据总线间双向数据传输、实时时钟供电、SIM卡、串口电路等硬件电路设计原理。软件方面详细介绍了uC/OS-Ⅱ操作系统移植方法、系统引导初始化代码编写、硬件驱动程序编写、系统中断中断结构设计及基于uC/OS-Ⅱ操作系统的应用任务设计。此外在本文的末尾主要介绍了作者在调试过程中遇到的一些问题如调试液晶模块,调试LCD显示任务时遇到的问题,及这些问题的解决方法,文章最后得出了结论。目前本系统已经完成制板、焊接、调试工作,并且成功移植了uC/OS-Ⅱ操作系统,并在该系统下编写了多任务程序。系统达到了设计之初所要求的基本功能,运行稳定,效果良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 应用前景
• 2 方案论述
• 2.1 总体方案论述
• 2.2 具体方案论述
• 2.2.1 监控终端与监控中心通信方案
• 2.2.2 监控终端定位方案
• 2.2.3 监控终端处理器选择
• 2.2.4 监控终端操作系统选择
• 2.2.5 LCD选择
• 2.2.6 3.3V和5V数据总线间通信方案
• 2.2.7 实时时钟供电方案
• 3 相关技术介绍
• 3.1 NMEA-0183协议
• 3.2 常用的AT指令及短消息编码
• 3.2.1 常用的AT指令
• 3.2.2 短消息编码
• 3.3 LCD读写时序
• 4 系统硬件设计方案
• 4.1 系统基本功能框图
• 4.2 实际硬件电路设计方案
• 4.2.1 实时时钟供电电路
• 4.2.2 TC35I电路
• 4.2.3 SIM卡电路
• 4.2.4 系统晶振电路
• 4.2.5 液晶电路
• 4.2.6 双向电平转换电路
• 4.2.7 串口电路
• 5 软件设计
• 5.1 移植uC/OS-II操作系统
• 5.1.1 系统代码空间安排
• CPU.H文件'>5.1.2 移植OS_CPU.H文件
• CPU_C.C文件'>5.1.3 移植OS_CPU_C.C文件
• CPU_A.S文件'>5.1.4 移植OS_CPU_A.S文件
• 5.1.5 系统初始化
• 5.1.6 系统中断设计
• 5.2 硬件驱动及系统中断
• 5.2.1 LCD驱动
• 5.2.2 TC35I驱动与中断
• 5.2.3 实时时钟驱动及中断
• 5.2.4 LEA-5H驱动及中断
• 5.3 系统应用任务
• 5.3.1 CPU利用率显示任务
• 5.3.2 时间显示任务
• 5.3.3 消息发送任务
• 5.3.4 经纬度显示任务
• 6 调试中遇到的问题及解决方法
• 6.1 驱动LCD遇到的问题及解决方法
• 6.2 调试串口遇到的问题及解决方法
• 6.3 在RAM中调试遇到的问题及解决方法
• 6.4 移植操作系统遇到的问题及解决方法
• 6.5 多任务共享LCD遇到的问题及解决方法
• 结论
• 参考文献
• 附录A 系统原理图
• 附录B 系统实物图
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢