论文总字数：17402字

摘 要

本次毕业设计是基于移动定位和数据传输两大技术，实现校车的定位和查询功能的校车定位系统。定位功能通过UBLOX-GPS模块实现，查询功能通过GSM模块—SIM900A实现，主控芯片是STC12C5A60S2，这款单片机具有成熟的51内核，完全兼容C51代码，并且具有串口功能。本次设计是基于南京工业大学内的校园定位，最终实现校车的定位和查询功能，但受限于本人的能力和模块的精度，具体的功能比较单一，定位的精度和实时查询的响应时间和响应的正确率仍有待改善。

关键词：单片机 移动通信 移动定位 数据传输

Design of real time positioning system for intelligent school bus

ABSTRACT

This design is based on two major technology which are mobile positioning and data transmission, the realization of the school bus positioning and query functions. The positioning is realized by GPS module. Query functions by the GSM module to achieve. The main control chip is STC12C5A60S2. This microcontroller with 51 kernel and is fully compatible with the C51 code, the internal storage space far outweigh 51 MCU, and has dual serial port function, very powerful. The design is based on Nanjing Tech University , the ultimate realization of a school bus location and search functions, but is limited to my ability and module of precision, precision positioning and real-time query response correct rate is still to be improved.

Key words: microcontroller chips；mobile communications；mobile location；

data transmission

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 本论文主要任务 2

1.3 论文结构安排 2

第二章 相关技术简介 3

2.1 GPS定位技术 3

2.1.1 系统组成 3

2.1.2接收数据格式 3

2.2 GSM模块信息传输 4

第三章 实时校车定位系统的系统设计 5

3.1 系统总体方案的设计 5

3.2 系统器件的选择 6

3.2.1 MCU的选择 6

3.2.2 定位模块的选择 6

3.2.3 传输模块的选择 7

3.2.4 显示模块的选择 7

第四章 系统的硬件设计 8

4.1 单片机电路设计 8

4.1.1 单片机简介 8

4.1.2 复位电路 9

4.1.3 时钟电路 9

4.1.4 其他接口 10

4.2 GPS定位模块电路 10

4.2.1 GPS模块简介 10

4.2.2 GPS模块与单片机连接 10

4.3 GSM模块电路 11

4.3.1 GSM模块简介 11

4.3.2 GSM模块与单片机连接 12

4.4 LCD1602显示电路设计 12

第五章 系统的软件设计 14

5.1 总体程序流程图 14

5.2主程序设计 15

5.3 串口程序设计 16

5.4 LCD1602显示程序设计 17

5.5 GPS程序设计 18

5.5.1 GPS数据接收 18

5.5.2 GPS数据处理 19

5.6 GSM程序设计 19

5.6.1 GSM查看短信程序 19

5.6.2 GSM发送短信程序 20

第六章 系统调试 22

6.1 硬件调试 22

6.1.1 单片机最小系统调试 22

6.1.2 单片机串口调试 23

6.1.3 GSM模块调试 23

6.1.4 GPS模块调试 25

6.2 软件调试 26

6.2.1 GSM程序调试 26

6.2.2 GPS程序调试 26

6.2.3 LCD程序调试 26

第七章 论文总结 28

7.1 论文小结 28

7.2 下一步工作 28

参考文献 30

附录一 系统硬件原理图 32

致谢 33

第一章 绪论

1.1 引言

近年来，随着科技的发展，移动定位技术逐渐深入我们的生活，本次毕业设计与移动定位技术紧密相关，什么是移动定位技术？移动定位技术就是通过通信网络接收卫星的无线电波，提取电波中的部分参数进行计算，再根据特定的算法对某一处的地理位置进行准确的定位，为使用其系统的用户提供相关的地理信息服务。由于现代技术实现定位的定位方式多种多样，移动定位技术又分为两种，一种为基于移动终端的定位技术，另一种为基于移动网络的定位技术，而本次设计主要是使用基于移动终端的定位技术。本次毕业设计—实时校车定位系统是基于GPS定位技术。

实时校车定位系统是通过车载端利用定位模块获取校车位置并将校车的位置发送到手机端，从而使使用者可以明确知道校车的当前所在位置。

本次的毕业设计的研究背景也是基于本校的实际情况，南京工业大学江浦校区，与其他大学校区相比较，有很明显的特点，学校地形狭长而且地势高低陡险，所以校园内不适合骑自行车，学校为了解决学生上课路程问题，特安排了校内公交，在学校内来回接送学生上下课，这确实给学生带来了很大的便利。但是也带来了一个问题，那就是等校车，平时上课时间比较紧的同学，或许就因为花费太多时间等校车，而耽误上课的时间，亦或是自己刚走，就发现校车就来了，没法赶上这班校车，又耽误了时间等等，而这些问题出现的根本原因在于同学们无法掌握校车的实时动态。基于这个校内的背景，我开始了我的研究—校内校车定位系统。此次研究的主要目的是为了能让同学们通过手机可以实时查询到校车的当前位置，从而可以合理的安排自己的时间，这样就不会耽误吃饭和上课的时间，也提高了同学们的时间利用率。

1.2 本论文主要任务

本文的主要内容是根据本次的设计目的和要求，完成毕业设计—实时校车定位系统，通过车载端的GPS模块获得校车当前的位置，并将定位信息在显示屏上进行显示，用户端通过手机发送短信的方式来查询校车的位置，车载端利用GSM模块在收到查询短信后将定位信息再通过短信的方式发送到目标手机端，为完成这些设计目的和要求，进行软件编写和硬件焊接，最终通过软件调试和硬件调试完整实现定位和查询的功能。

1.3 论文结构安排

本次论文总共分为七章，第二章主要详细介绍本次设计所涉及的相关知识，第三章讲述了系统的整体设计以及各模块的器件对比选择，第四、五章讲述了系统的实现，分别从硬件设计以及软件设计描述其设计过程和细节，第六章为最终的系统调试，分别从硬件和软件着手，保证整个系统的功能的实现，最后一章为论文总结，总结自己在毕业设计的过程中所面临的问题以及解决办法，还有在设计过程中自己所学习到的新知识等。

第二章 相关技术简介

2.1 GPS定位技术

GPS是Global Positioning System全球定位系统的简称，利用GPS定位卫星，可以在全球范围内进行实时定位、导航，GPS系统能为使用其系统的用户提供成本低、精度高的定位信息和导航信息。

2.1.1 系统组成

GPS系统大体分为三大部分。

GPS的空间部分是由24颗卫星组成，其中有3颗备用卫星，其余都是工作卫星。24颗卫星的分布使得接收设备在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，要实现精确的定位则至少需要确定四颗卫星。

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