于泓琦

摘要：針對目前車輛導航采用GPS系統(tǒng)，并沒有采用我國自行研制的北斗系統(tǒng)，提出了應用北斗和ZigBee技術，將無線傳感器網絡的思想引入車輛安全狀態(tài)檢測平臺中，實施對車輛的溫度，速度進行檢測。在硬件電路設計方面選用CC2530芯片作為數據傳輸的主芯片，并且以CC2530為核心架構的ZigBee節(jié)點，為系統(tǒng)搭建一個穩(wěn)定的硬件平臺，使節(jié)點具有采集車輛行駛速度、車內溫度等數據的功能，通過衛(wèi)星系統(tǒng)實時傳送給指揮調度中心。經實驗測試，該系統(tǒng)可以實時采集和遠程傳輸，達到了對車輛實時監(jiān)控的作用，為人們提供了很大的方便，具有廣闊的推廣價值。

關鍵詞：北斗導航；智能服務；水位信息；語音報警

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.25.089

1引言

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，我國正在實施北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設，已成功發(fā)射16顆北斗導航衛(wèi)星。根據系統(tǒng)建設總體規(guī)劃，2012年左右，系統(tǒng)首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力。2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。本系統(tǒng)設計基于北斗導航的車輛智能服務系統(tǒng)，主要是針對目前火車的主要信息只有駕駛員通過水表觀察，定位導航采用GPS系統(tǒng)的實際情況，設計了一種智能化服務系統(tǒng)，在駕駛過程中智能播報火車基本信息，同時系統(tǒng)將相關信息和位置信息同時發(fā)送到車輛調度服務中心，為駕駛員安全行駛保駕護航，具有推廣和實用價值。

2系統(tǒng)硬件設計

2.1系統(tǒng)總體設計方案

系統(tǒng)方案主要包含北斗導航模塊、水位采集模塊、溫濕度采集模塊、語音報警模塊、GPRS模塊和系統(tǒng)主控模塊等幾部分，系統(tǒng)的具體方案如圖1所示。本系統(tǒng)主要完成對火車內主要信息進行監(jiān)測，并且采用北斗技術進行精確定位。語音報警模塊的主要功能是在當采集數據信息低于預先設定的閾值時進行報警提示；GPRS模塊主要作用是發(fā)送水位信息和定位信息給車輛調度服務中心，從而完成對車輛的遠程監(jiān)測。

2.2北斗衛(wèi)星模塊接口電路設計

系統(tǒng)采用基于雙系統(tǒng)多頻率高性能SOC芯片的和芯星通UM220-III N雙系統(tǒng)高性能GNSS模塊，能夠同時支持BD2、B1、GPS L1兩個頻點。UM220是針對車輛監(jiān)控、氣象探測和電信電力授時等應用推出的BD2/GPS雙系統(tǒng)模塊，是市場上尺寸最小的BD2/GPS模塊，集成度高，功耗低，非常適合北斗系統(tǒng)大規(guī)模應用的需求。UM220-IIIN外形尺寸緊湊，采用SMT焊盤，支持標準取放及回流焊接全自動化集成，尤其適用于低成本、低功耗領域。圖2為UM220的接口電路設計示意圖。

2.3ZigBee模塊接口電路設計

無線通信在本項目中站著主角，通過該功能讓信息得以傳輸。在ZigBee平臺上連接一個與其相對的套件，在被監(jiān)測點上連接一個Zigbee CC2530套件，而被監(jiān)測點的ZigBee組成無線傳感網絡，通過終端節(jié)點上的傳感器進行信息采集后將監(jiān)測到的數據信息傳輸到后臺，后臺進行ARM的信息處理將信息顯示到lcd顯示屏上。模塊示意圖如圖3所示。

監(jiān)測到的溫度、濕度等數據發(fā)送至協(xié)調器節(jié)點，協(xié)調器節(jié)點將數據發(fā)送至ARM進行數據解析，同時，北斗也將其定位信息發(fā)送到ARM，ARM在解析數據后，將其顯示在LCD顯示屏幕上。

3系統(tǒng)的軟件設計

系統(tǒng)的軟件分為三大部分，分別是ZigBee、ARM和北斗。系統(tǒng)的軟件流程如圖4所示。

4結論

本文設計的監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了火車的主要服務信息和車輛北斗定位的數據的采集，與傳統(tǒng)的監(jiān)測方式相比，不受時間和空間的限制，從而提高駕駛員的安全性，更加及時的了解車輛狀態(tài)。本文采用的北斗通信

技術是我國未來衛(wèi)星通信業(yè)務的主流，不受地域、時域和周邊環(huán)境限制，實現(xiàn)對車輛的遠程監(jiān)測，具有實際應用價值和推廣價值。

參考文獻

[1]王揮，申賽.基于ZigBee的環(huán)境檢測的物聯(lián)網的設計與研究[J].無線通信，2013，3（5）：115121.

[2]段毅，陳小平，王錚.基于ZigBee和GPRS技術的高壓線故障監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].無線通信，2013，3（6）：164169.

[3]Zhuang L，Lu Q，Wang X.The design and implementation of temperature and humidity wireless acquisition node based on CC2530 in greenhouse[J].Hubei Agricultural Science，2014，452（30）：85582.

[4] Wrliye，DusyTang， Tancthao.Structural Damage Identification Based on the Minimum System Realization and Sensitivity Analysis[J].Mathematical Problems in Engineering，2014，985（2014）；4857.