摘 要

因为工程车，我们的建筑工程的进度达到了不可思议的地步。工程车应用于我们生活的方方面面，比如说挖掘，运载，抢修等等。我国目前的工程车数目非常多，但是工程车的利用率却不尽如人意，而为了提升工程车利用率，使用工程车移动定位系统就是一个很好解决办法。考虑到当前人们对工程车移动定位系统的急迫需求,本次设计设计了一种基于stm32的工程车移动定位系统，并希望本次设计能缓解市场对工程车移动定位系统的需求。该工程车移动定位系统采用labview作为上位机的开发工具，很好的实现了对工程车位置的监控。该系统由车载端、远程服务器和远程客户端这几部分组成。在车载端，系统通过mc20模块接受卫星的信号，stm32提取车辆的相关定位信息，经过GPRS发送至服务器，服务器再将定位信息发送至客户端，客户端加载运用Baidu Maps API将定位信息加载到Baidu地图中并将车辆位置和车速显示。经过测试，该工程车移动定位系统能很好的利用GPS的定位功能，及时地找到被监控车辆的具体位置，从而实时监控车辆的行驶情况。

关键词：工程车移动定位系统；stm32；labview；Baidu Maps API

Abstract

Because of construction vehicles, the progress of our construction projects has reached an incredible point. Engineering vehicles are used in all aspects of our lives, such as digging, carrying, repairing and so on. The number of construction vehicles in China is very large, but the utilization rate of construction vehicles is not satisfactory. In order to increase the utilization rate of construction vehicles, the use of engineering vehicle movement positioning systems is a good solution. Considering the urgent need of people for the mobile vehicle positioning system, a stm32-based engineering vehicle mobile positioning system is designed and designed. It is hoped that this design will ease the market demand for mobile vehicle positioning systems. The engineering vehicle's mobile positioning system adopts Labview as the development tool of the upper computer, which is a good realization of the monitoring of the position of the engineering vehicle. The system consists of a vehicle-side, a remote server, and a remote client. On the vehicle side, the system receives the satellite signal through the mc20 module. The stm32 extracts the relevant positioning information of the vehicle and sends it to the server via GPRS. The server then sends the positioning information to the client. The client loads Baidu Maps API to load the positioning information to Baidu. The map shows the vehicle position and speed. After testing, the engineering vehicle's mobile positioning system can make good use of the positioning function of GPS to find the specific location of the monitored vehicle in time, thus real-time monitoring of the driving situation of the vehicle.

Key Words：Engineering vehicle mobile positioning system；stm32；labview；Baidu Maps API

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 设计的目的和意义 1

1.3 国内外现状 2

1.4 本文的内容和组织结构 3

第2章 工程车移动定位系统总体方案设计 4

2.1 设计基本任务与分析 4

2.2 设计依据的标准规范 4

2.3 移动定位系统结构设计 5

2.4 总体方案对比分析 5

第3章 工程车移动定位硬件系统设计 8

3.1 移动定位硬件系统结构设计 8

3.2 主控制器设计 8

3.3 GPRS和GPS模块设计 8

3.4 电源部分设计 10

3.5 硬件电路图 10

第4章 工程车移动定位软件系统设计 11

4.1 定位系统软件功能分析 11

4.2 下位机设计 12

4.2.1 $GNRM语句解析 12

4.2.2 AT指令 12

4.2.3程序设计流程 13

4.2.4 相关代码介绍 14

4.3 上位机设计 15

4.3.1 软件介绍 15

4.3.2 服务器设计 15

4.3.3 客户端设计 22

4.4 上下位机通信 28

4.4.1 车载端与服务器通信 28

4.4.1 客户端与服务器通信 29

第5章 工程车移动定位系统实验 30

5.1 内网穿透 30

5.2 车载端实验 32

5.3 服务器端实验 33

5.3 客户端运行实验 35

第6章 小结与体会 37

参考文献 38

附录A 元器件清单 39

附录B 硬件电路图 40

附录C 单片机程序 41

致谢 52

第1章 绪论

1.1 引言

现今，工程车已经应用于我们生活中的方方方面，并且工程车的应用前景也日益广泛。虽然现在各国都对工程有很大的关注力度，并且工程车的数目也在日益增长，“纵观国内外，车辆的数目每天增长的速度都是极其惊人的^[1]”。但是日益增长的工程车数目带来了工程车利用率不足的问题。利用率不足的问题会造成如：客户需要工程车的时候却无工程车可用，工程车空载行驶等问题。这些问题都会给我们带来很大的损失。可以说这些问题都促使我们尽快找到一个可行的办法来提高工程车的利用率。而我们目前可行的一个良好办法便是设计出一个工程车移动定位系统。有了对工程车的移动定位，我们也就能对车辆进行有效的监控，从而有效解决我们在管理方面的问题。

要解决工程车利用率的问题，我们还要做很多努力，有很多地方都还需要完善。工程车移动定位系统是我们完善这一问题的一个有效办法。随着人们对工程车移动定位系统的日益迫切的需求，关于工程车移动定位系统的研究也就被人们日益重视了。从一些查阅到的数据来看，工程车移动定位系统的市场已经越来越大了。

“车辆定位系统市场已经开始了规模发展的时代^[2]”。工程车移动定位系统的研究需要整合计算机技术，电子地图技术，车辆定位技术等多种技术。本文利用现有的如百度地图api等工具，设计了一个工程车移动定位系统，能在客户端上显示工程车的实时位置以及工程车的实时速度。

1.2 设计的目的和意义

工程车包括很多种，我们常见的有重型运输车辆，混凝土搅拌车等。目前而言调度这些工程车都是由人工按经验来调度，可这些车辆上路后，我们就对车辆失去了监控，因此对于如工程车应在什么时候卸料并没有什么控制。还有因为对车速没有监控，工程车造成的交通事故数目也非常多。

“汽车的使用正在不断的增长，汽车的监管应用也随着越来越频繁，车辆定位监控系统的目的是实现对车辆的定位从而对车辆进行监控管理。^[3]”

由于各种如经济快速发展，科技水平不断提高等原因，我们的工程车应用领域也越来越广泛了，但是工程车活动表现出来的却是低效率和高成本，这些原因都造成了企业急需迫切对工程车活动进行管理并提高车辆活动的效率，而为了能顺利进行工程车的监控管理，“就有必要建立车辆定位系统以方便车辆管理工作的进行^[4]”。

不仅如此，工程车由于其体积大，吨位重等特性，在道路上行驶时工程车的危险性也高于普通车辆。每年因工程车造成的交通事故也不在少数，而这些交通事故中有不少是由于驾驶员超速行驶造成的，若是我们对工程车的行驶速度进行监控，也就能大大降低这些交通事故的发生，从而确保我们的人身安全。

“车辆定位系统越来越受到人们的重视^[5]”。实现车载定位系统需要将地理信息技术、卫星定位技术、数据库技术、现代通信技术综合在一起。车载定位系统中的GPS信号接收机接收位置信息并将这些信息通过某种无线通信方式传送至服务器端，然后监控中心便可以将车辆位置显示出来，从而确保车辆的安全状态，并对其进行管理。车辆定位系统不仅有助于引导车辆行驶以提升工程车的利用率，同样有助于降低工程车造成的交通事故。“而且通过计算机技术和数据库技术能保存下大量车辆运行数据^[6]”，从而通过分析数据，可以对车辆活动有更合理的运营计划，提高效率和效益。

1.3 国内外现状

“现今，工程车已经应用于各种不同的工程中，是各个工程的进度大大提升，工程车的数目也达到了一个庞大的数目^[7]”。而我国，在加入了WTO之后，国内工程车总体数量也是不断的在持续增长，不仅仅是国产工程车产量不断增加，进口的工程车数量也不断增长，由此可见工程车移动定位系统的应用也将广泛起来。

这其中的原因之一是，车辆定位系统能准确、实时实现车辆的定位，从而为管理员提供管理工程车提供依据。

而由于这巨大的市场潜力以及与之相应的发展前景，汽车生产厂家对这一科技进行了角逐。“就拿日本来说，投入到市场的的定位系统已经有数十个了 ^[8]”。“还有其它的发达国家，如美，德都不甘落后，都欲在定位系统市场占据有利地形^[9]”。“而和定位产业发达的国家相比，我国定位系统研究起步晚^[6]”。“与之相应的大环境还没有完全行成，相关企业发展相对而言并不容易^[7]”。

定位系统在我国也已发展了十多来年了，“十五”期间就有了相关的攻关计划，之后的“十一五”期间，还有863计划等一系列计划部署，这些计划都支持着发展定位系统，也因为这些计划使得我国在定位系统领域的发展有了可见的进步。

“在Gps中的SA取消以后，定位导航也随着有了可观的发展^[10]”，同时也因为计算机技术，计算机网络等技术不断的发展，定位系统发挥的作用也在不断提升。

如今车载定位系统的发展也已达到4G时代，虽然我国一些企业自主研制的定位产品已经有了国际水平，可因为并没有与产业发展相适应的大环境，并没有行成相关产业链，很多相关的产品并没有企业生产提供。“在政策上，虽然我国已认识到了发展定位导航的重要性，但是在支持力度上还远远不够，这里面的由于研究卫星导航的人才太少的原因^[11]”，也有卫星导航的发展框架战略不够完善的原因。

1.4 本文的内容和组织结构

本文一共有六章，其中：

第一章为绪论，论诉了本文的研究背景以及智能交通系统的国内外现状，并叙述本文的目的和意义及本次设计所依据的规范和标准，最后是本文的论文组织结构

第二章是总体方案设计，讲述了本次设计总体方案，并对方案各细节稍作讲解。

第三章讲解本次设计硬件系统设计，对本次设计中所用到的硬件进行了介绍。

第四章讲述本次设计的软件系统设计，对本次设计的车载端程序，服务器和客户端程序进行讲解。

第五章是相关实验演示，演示本次设计中的车载端的输出，服务器中数据库的内容，以及客户端的运行情况。

第六章是本次设计的小结，总结本次设计中我的所得所获，以及本次设计的过程。

第2章 工程车移动定位系统总体方案设计

要设计一个性能卓越的系统，首先就要设计好一个它的体系结构。一个良好的系统结构不论在确保系统稳定性，还是在确保其灵活性方面都具有及其重要的地位。

在本次设计工程车移动定位系统的过程中，需要考虑到的具体因素有以下几点：”系统所具备的精度，系统的位置更新率^[13]”，系统所具有功能。因此本次设计的工程车移动定位系统应具有的功能如下：

在90%的行程时间内应都能将车辆的实时位置确定，并且其与实际位置的偏差不得高于20m；

系统能把车辆的实时位置换算成地图坐标，并在地图上显示出来。

系统的位置更新率需在两秒以内，以防位置误差太大。

依据上述设计原则和设计目标，我们对总体方案进行了设计。

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