物體位置跟蹤器硬件設(shè)計(jì)

物體位置跟蹤器硬件設(shè)計(jì)姓名：XXXX學(xué)號(hào)：XXXXX班級(jí)：XXXXX

指導(dǎo)老師：XXXXX1摘要：

本文以MSP430單片機(jī)為控制核心，以GPS定位技術(shù)獲取移動(dòng)物體位置信息，以GSM移動(dòng)通訊網(wǎng)短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)物體終端與監(jiān)控中心的通訊，以CIS作為監(jiān)控中心監(jiān)控臺(tái)對(duì)移動(dòng)物體進(jìn)行監(jiān)控管理的技術(shù)平臺(tái)，提出了一個(gè)物體跟蹤系統(tǒng)解決方案。物體跟蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要是以MSP430單片機(jī)為硬件開發(fā)平臺(tái)，并完成MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源、GPS模塊、LCD顯示、GSM模塊接口等外圍電路設(shè)計(jì)。

2物體跟蹤系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

圖1物體跟蹤系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

（1）移動(dòng)物體處理終端：包括中央處理單元、顯示單元、控制電路、GPS接收機(jī)、GPS天線、GSM模塊。終端能夠提供定位、導(dǎo)航、遠(yuǎn)程控制等功能。（2）無線通信數(shù)據(jù)鏈路：無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備作為基站與移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行信息交換的樞紐，是整個(gè)物體跟蹤系統(tǒng)中

的重要組成部分，本方案選擇了公用通信網(wǎng)絡(luò)。（3）監(jiān)控中心：地理信息系統(tǒng)（CIS）終端。

3終端硬件設(shè)計(jì)：

中央處理器使用MSP430作為移動(dòng)物體終端程序控制MCU（微控制單元），以完成GPS數(shù)據(jù)信息的采集、處理、存儲(chǔ)、顯示控制及其GSM通信控制；GPS實(shí)現(xiàn)終端的定位；GSM模塊實(shí)現(xiàn)終端與監(jiān)控中心的無線通信和遠(yuǎn)程控制功能；顯示模塊主要顯示當(dāng)前的位置信息；電源系統(tǒng)主要為各個(gè)不同的模塊提供電源。其硬件系統(tǒng)框圖如下：圖2硬件系統(tǒng)框圖4各模塊硬件電路設(shè)計(jì)：

硬件電路部分主要包含：MSP430F147單片機(jī)最小系統(tǒng)、GPS模塊電路、GSM模塊控制電路、電源供電電路、液晶顯示電路。4.1MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如下：

P4.0控制TC35i的點(diǎn)火信號(hào)，以便通過單片機(jī)來啟動(dòng)TC35i模塊。P1.0、P1.3分別控制GSM模塊的斷開和來電信號(hào)燈，P4.3-P4.7和P5口控制TG12864液晶模塊。4.2單片機(jī)JTAG及復(fù)位電路：

JTAG接口在IAREmbeddedWorkbenchForMSP430v3.14A集成環(huán)境下，可以很方便的進(jìn)行實(shí)時(shí)在線調(diào)試以及程序下載。另外本系統(tǒng)還有一個(gè)JTAG口電路和復(fù)位電路，其具體電路圖如下圖：圖4單片機(jī)JTAG及復(fù)位電路

JTAG接口采用兩排十二針插槽，插槽上的引腳與單片機(jī)上對(duì)應(yīng)引腳相連。另外，該電路還包含了系統(tǒng)復(fù)位電路，由R1、S1和C5組成，按下S1可以使系統(tǒng)復(fù)位。4.3GPS模塊電路：圖5GPS模塊電路

GPS主要是由STD11芯片和MAX232芯片組成。UTXD1和UPXD1接單片機(jī)串口1。STD11芯片可以有兩路串口輸出，本系統(tǒng)只使用到一路，因此管腳TTL2_RX和TTL2_TX懸空，RF_IN外接天線，為模塊的信號(hào)輸入端；V_BIT為芯片內(nèi)部RTC和SRAM電源輸入管腳，3.3V電壓通過一個(gè)二極管降壓得到，外接兩個(gè)濾波電容，以減少干擾。

4.4GSM模塊外圍接口電路：

TC35i模塊主要通過串口與單片機(jī)進(jìn)行連接，從而單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)TC35i模塊的控制。另外TC35i模塊還需要連接SIM卡座，這樣才能實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整獨(dú)立的GSM終端。TC35i模塊的串口線直接與單片機(jī)的串口進(jìn)行連接。

TC35i使用外接式SIM卡座，24-29引腳為SIM卡引腳，分別為CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。ZIF連接器上有6個(gè)引腳作為SIM卡的接口，SIM卡上也有6個(gè)引腳分別與它相對(duì)應(yīng)，SIM卡同TC35i的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測(cè)SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。下圖為TC35i模塊接口電路：

4.4電源電路設(shè)計(jì)：

單片機(jī)和GPS模塊的電壓為3.3V，由TI公司的TPS76003芯片實(shí)現(xiàn);GSM模塊的工作電壓為3.6V，由NATIONAL公司的LP3699-ADJ芯片實(shí)現(xiàn)。具體電路圖如下：圖7

電源電路圖4.5LCD顯示電路:

由于MSP430F147單片機(jī)本身帶有LCD控制器，只需要LCD模