物体位置跟踪器硬件设计

物体位置跟踪器硬件设计,姓名：XXXX 学号：XXXXX班级：XXXXX 指导老师：XXXXX,1 摘要： 本文以MSP430单片机为控制核心，以GPS定位技术获取移动物体位置信息，以GSM移动通讯网短消息业务实现移动物体终端与监控中心的通讯，以CIS作为监控中心监控台对移动物体进行监控管理的技术平台，提出了一个物体跟踪系统解决方案。 物体跟踪系统的硬件设计主要是以MSP430单片机为硬件开发平台，并完成MSP430单片机最小系统、电源、GPS模块、LCD显示、GSM模块接口等外围电路设计。,2 物体跟踪系统的总体结构设计： 图1 物体跟踪系统总体结构图 （1）移动物体处理终端：包括中央处理单元、显示单元、控制电路、GPS接收机、GPS天线、GSM模块。终端能够提供定位、导航、远程控制等功能。 （2）无线通信数据链路：无线数据传输设备作为基站与移动目标进行信息交换的枢纽，是整个物体跟踪系统中,的重要组成部分，本方案选择了公用通信网络。 （3）监控中心：地理信息系统（CIS）终端。 3 终端硬件设计： 中央处理器使用MSP430作为移动物体终端程序控制MCU（微控制单元），以完成GPS数据信息的采集、处理、存储、显示控制及其GSM通信控制；GPS实现终端的定位；GSM模块实现终端与监控中心的无线通信和远程控制功能；显示模块主要显示当前的位置信息；电源系统主要为各个不同的模块提供电源。其硬件系统框图如下：,图2 硬件系统框图4 各模块硬件电路设计： 硬件电路部分主要包含：MSP430F147单片机最小系统、GPS模块电路、GSM模块 控制电路、电源供电电路、液晶显示电路。4.1 MSP430单片机最小系统电路图如下：,P4.0控制TC35i的点火信号，以便通过单片机来启动TC35i模块。P1.0、P1.3分别控制GSM模块的断开和来电信号灯，P4.3-P4.7和P5口控制TG12864液晶模块。4.2 单片机JTAG及复位电路： JTAG接口在IAR Embedded Workbench For MSP430 v3.14A集成环境下，可以很方便的进行实时在线调试以及程序下载。另外本系统还有一个JTAG口电路和复位电路，其具体电路图如下图：图4 单片机JTAG及复位电路,JTAG接口采用两排十二针插槽，插槽上的引脚与单片机上对应引脚相连。另外，该电路还包含了系统复位电路，由R1、S1和C5组成，按下S1可以使系统复位。4.3 GPS模块电路 ：图5 GPS模块电路,GPS主要是由STD11芯片和MAX232芯片组成。UTXD1和UPXD1接单片机串口1。STD11芯片可以有两路串口输出，本系统只使用到一路，因此管脚TTL2_RX和TTL2_TX悬空，RF_IN外接天线，为模块的信号输入端；V_BIT为芯片内部RTC和SRAM电源输入管脚，3.3V电压通过一个二极管降压得到，外接两个滤波电容，以减少干扰。 4.4 GSM模块外围接口电路 ： TC35i模块主要通过串口与单片机进行连接，从而单片机实现对TC35i模块的控制。另外TC35i模块还需要连接SIM卡座，这样才能实现一个完整独立的GSM终端。TC35i模块的串口线直接与单片机的串口进行连接。 TC35i使用外接式SIM卡座，24-29引脚为SIM卡引脚，分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。ZIF连接器上有6个引脚作为SIM卡的接口，SIM卡上也有6个引脚分别与它相对应，SIM卡同TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平。下图为TC35i模块接口电路：,4.4 电源电路设计： 单片机和GPS模块的电压为3.3V， 由TI公司的TPS76003芯片实现 ; GSM模块的工作电压为3.6V， 由NATIONAL公司的LP3699-ADJ芯片 实现。具体电路图如下：图7 电源电路图,4.5 LCD显示电路: 由于MSP430F147单片机本身带有LCD控制器，只需要LCD模块GXM1286