STM32在工程机械GPS智能服务系统中的应用

1、STM32在工程机械GPS智能服务中的应用ARM评估版STR710STR751STR750STR730AT91RM9200STR711S3C4510大学实验箱(Training box for university)ST : STR710 Samsung: S3C4510BIntel : PAX255Atmel : AT91RM9200 ST: STR912DragonBall: MX1 ARM-PC104板卡PAM2410EPAM9200A PAM9200E PEM13506 STM32在工程机械GPS智能服务中的实际应用 什么是工程机械GPS智能服务系统？ 利用GPS技术，并结合当今流行的

2、嵌入式机电控制技术和移动通讯技术、计算机信息技术形成的工程机械远程监控、服务、管理系统。通过这一系统，企业可以实时监视设备运行状态、参数，管理按揭和租赁车辆，在故障发生时提供解决方案，并可以进行遥控锁车等操作。 什么是工程机械GPS智能服务系统？为什么选择STM32做为核心控制器 STM32是ST公司基于Cortex-M3最新的ARM系列, 拥有众多的优点. ARM Cortex TM系列包含的处理器基于ARMv7架构的三个分工明确的部分。 A部分面向复杂的尖端应用程序，用于运行开放式的复杂操作系统； R部分针对实时系统； M部分为成本控制和微控制器应用提供优化。Cortex-M3是首款基于A

3、RMv7-M架构的处理器，是专门为了在微控制器，汽车车身系统，工业控制系统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域实现高系统性能而设计的，它大大简化了可编程的复杂性，使ARM架构成为各种应用方案的上佳选择。为什么选择STM32做为核心控制器 基于哈佛架构的3级流水线内核，该内核集成了分支预测，单周期乘法，硬件除法等众多功能强大的特性。 Cortex-M3处理器专门针对快速和简单的编程而设计。 在开发方面，Thumb-2指令自动优化了性能和代码密度。 Cortex-M3处理器采用了至今为止最小的ARM内核，该内核的核心部分（0.18um G）的门数仅为33000个，可降低成本。比ARM7有价

4、格优势。 2管脚串行线调试, JTAG调试.为什么选择STM32做为核心控制器 Cortex-M3中央内核基于哈佛架构，指令和数据各使用一条总线, Cortex-M3处理器对多个操作并行执行，加快了应用程序的执行速度。 支持单周期32位乘法操作。 支持带符号的和不带符号的除法操作，这些操作使用SDIV和UDIV指令，根据操作数大小的不同在2到12个周期内完成。如果被除数和除数大小接近，那么除法操作可以更快地完成。 无需交互使用指令，16位指令和32位指令共存于同一模式，复杂性大幅下降，代码密度和性能均得到提高。STM32的功能特色STM32的功能特色选择STM32开发板开发 快速评估性能和功能

5、。 将以前的设计快速移植。 提供接口：2个RS232，1个红外。提供1个CAN、USB、SD卡、SPI-flash电机控制、喇叭、麦克摇杆，按键TRACE、JTAG、SWD调试接口调试接口CAN接口LCD接口FLASH接口USB设备接口温度传感器接口3个通用异步串口软件开发工具IAR EMBEDED WORKBENCH IDEKEIL uVision3 开发工具工程机械GPS智能服务系统的原理和功能系统由两大部分组成：车载终端和服务中心车载终端负责读取并记录工程机械的位置和状态信息，通过GPRSGSM方式发送到服务中心，并接收服务中心的控制指令，还可实现通话等功能。服务中心负责接收全部车载终端

6、的信息，存入数据库，为用户提供局域网和因特网信息查询服务，并管理用户和车辆信息。开发的系统典型特征指标参数 输入电源DC 1040V 核心处理器: STM32F103VBH6， 主频72MHz，存储器容量128KB Flash，20K SRAM 传感器输入通道数量: 10 (转速,油位,水温,油温,机油压力,电池电压 ) 开关控制输出通道数量: 3 (20A继电器2个，步进电机，PWM，3A ) 异步通讯接口3个：RS232调试、RS485与GPS通信、RS232与GPRS通信。 CAN接口一路典型技术指标使用GPS智能服务提升代理商服务使用GPS智能服务系统可以灵活实现代理商服务车调度功能：

7、监控中心可以通过安装在服务车上的通信导航系统与服务人员进行双向沟通，监督服务的进展情况；导航功能可以在系统的显示屏上，显示服务车和要服务的挖掘机的位置图标，并显示两车距离、服务车要行驶的方向等导航信息。这样既可以提高维修效率，又对服务人员的工作进行了监督和指导，大大地提高了售后服务的及时性和有效性。使用GPS智能服务为制造商提供数据服务监控中心所存储的大量数据，为制造商改进产品提供了重要依据。经过授权的制造商，可以直接打开电脑，看到售出产品的工作参数和故障发生率。例如，制造商可以查找制动轮漏油的产品有几台，哪个日期生产的。这样就可以从中找出规律，并立即查找原因：是人为因素，还是原材料的质量问题

8、造成的。制造商可以进行二次分析或三次分析，提出改进方案。此外，还可以帮助制造商做实验，降低了改进成本。工程机械GPS智能服务系统结构和功能工程机械GPS智能服务系统结构工程机械GPS智能服务系统功能工程机械GPS智能服务系统结构硬件部分由一个控制中心服务器和若干个车载数据采集终端组成中心服务器硬件组成控制中心服务器主要负责车载GPS的管理及远程控制，它一般由两台服务器计算机组成，分别是网络通讯服务器和数据服务器。网络通讯服务器具有双网卡，分别在 Internet和内网中有固定IP地址，连接有一个或多个无线通讯模块。数据服务器是一台装有SQL数据库的内网服务器，与网络通讯服务器在同一个内网子网中

9、。通过无线通讯模块及互联网接收车载数据采集终端的数据，解析后存入数据服务器；对互联网用户提供网络查询服务（B/S系统），对局域网用户提供数据查询服务（C/S系统），并将查询登陆日志存入数据服务器；通过无线通讯模块发送控制指令；数据服务器装有SQL数据库，通过数据库接口对外提供数据服务器。理论上网络通讯服务器和数据服务器技术上完全可以使用同一台服务器计算机，但从安全考虑，使用此种接口可以使数据服务器不直接暴露在互联网上，可以更好的保证数据安全。网络通讯服务器主要功能车载数据采集终端是一台嵌入式的数据采集终端，主要负责采集工程机械的温度、压力、工作时间等运行参数，并可以根据控制中心命令进行遥控锁机

10、。车载数据采集终端可由一个GPS模块和一台数据采集器或转换器组成。针对不同的工程机械，推出各种型号的数据采集器及转换器，对于挖掘机等本身带有监控器的设备，可以配用简单的数据转换器或不使用转换器直接里连接实现设备运行数据的采集。对于原系统不带监控器的装载机等简单设备，可以配用数据采集器实现温度、压力和运行时间等数据的采集。车载数据采集终端硬件组成：产品内部通信采集器GPS显示器终端功能移动定位车辆方位（精确到15米）运行速度（精确到1公里/小时）运行方向（精确到1度）时间信息（精确到1秒）信息下载GPS终端通过RS485/RS232接口从车载仪表下载运行数据系统手动回报位置状态信息服务中心手动发

11、出回报指令，GPS终端回报位置和仪表状态信息。（用于特殊情况下手动查询终端状态）终端功能系统定时回报位置状态信息GPS终端根据服务中心设置自动回报位置和仪表状态信息，回报间隔可以设置，最短时间为10s，标准设置时间为12小时。（用于正常情况下设备监控）信息存储GPS终端将最新的设备状态数据存储在Flash中，系统掉电后仍可以保存。发动机状态信息GPS终端通过仪表数据可以实时检测系统发动机状态，并在控制中心信息中显示系统当前是否运行。终端功能硬件锁车系统锁车功能分为两级，第一级的功能是锁闭工作装置，第二级的功能是同时锁闭工作装置和行走装置锁车状态信息系统回报信息中包含锁车状态信息，可以指明设备当

12、前所处锁车级别，0为未锁车，1为1级锁车，2为2级锁车。跨区作业报警可以通过控制中心对每台设备作业范围进行设置，如果该设备超出指定区域，则GPS终端会向服务中心和用户手机每两分钟报警一次。终端功能非法启动报警可以通过控制中心对每台设备进行锁闭，处在锁闭状态车辆一旦发动机启动则会每两分钟向控制中心和用户手机报警一次。缺电报警系统主电源被切断时GPS终端每隔两分钟向控制中心和用户手机报警一次。内置电源可以支持4小时左右。车主手机查询功能用户可以通过车主手机查询设备状态、遥控锁车，用户具有更强的自主性。特殊功能模块状态检测系统运行后，车载GPS终端将定时进行GPS和GPRS模块状态检测，检测周期30

13、秒。如果某时刻GPS和GPRS出现故障，模块将在第一时间内通过串口或者CAN总线接口报告错误。天线状态检测系统运行后，车载GPS终端将定时进行GPS和GPRS天线状态检测。如果某时刻GPS天线故障，终端将通过总线及GPRS将故障情况发布出去。如果GPRS天线出现故障，在信号较好区域内不会影响系统通讯；在信号不好区域内系统将通过总线将故障情况对外发布，并可以根据要求锁闭车辆。特殊功能握手信号发送系统运行后每隔15秒对外发送握手信号，控制器或显示器可以通过握手信号检测终端状态。这一手段可以有效地保证GPS终端不被非法拆除。GPRS/GSM方式自动切换系统运行后使用GPRS方式发送定时或回叫信息，如

14、果GPRS通讯连续连接三次无法获取目标IP回应，则换用GSM短信方式发送信息。兼容性能 系统采用统一的GPRS通讯和GSM通讯协议，适用于各种工程机械。控制中心程序根据GPRS的标识符识别工程机械种类并调用相应的信息处理程序。GPRS终端硬件指标 供电电压：车载电瓶+9V+35V 功耗：待机电流100mA，峰值状态300mA 工作温度：-30至+70 报警响应时间：数据方式10s（网络正常） 抗冲击：15g，11ms，三个方向正反各三次 抗振动：5Hz200Hz，1.5g,三个方向各一小时 湿热：40，95%RH，存储48小时 表面防护等级：IP65 串口接口形式：RS485/RS232，4800-11