客车运行控制报警信息分析系统设计(vb开发上位机).doc

精选资料天津工业大学毕业设计题目：客车运行控制、报警及信息分析系统设计 姓 名 郭朋飞 学 院 机械工程学院 专 业 测控技术与仪器 指导教师 李雅峰 职 称 讲师 2016年6月 5 日天津工业大学毕业设计任务书 题目客车运行控制、报警及信息分析系统设计学生姓名郭朋飞学院名称机械工程学院专业班级测控技术与仪器1201课题类型设计类课题意义 随着车辆的增多，车祸发生率居高不下，而由于车辆没有完善的车载逃生系统和远程的监控分析系统，车祸发生时无法及时的进行报警和救援，造成不必要的人员伤亡。这时，能够及时地观察和监测客车的运行情况就显得尤为重要。因此需要对客车运行控制、报警及信息分析系统进行设计，来满足远程观察和监控客车运行状态。任务与进度要求12周：学习查找关于GPRS传输信息资料和确定上位机开发软件资料3周：查找相关论文，进行开题报告45周：认真解读课题，进行总体方案的设计69周：掌握GPRS数据传输方法，进行软件编程10周：中期检查1013周：上位机界面的设计以及系统联调14周：撰写客车运行控制、报警及信息分析系统设计论文15周：客车运行控制、报警及信息分析系统设计修改16周：论文答辩主要参考文献1 李国兴，李伟. 单片机开发应用技术. 北京：北京大学出版社，20072 谢瑞和. 串行技术大全. 北京：清华大学出版社，20033 周静. MSC1210的GPRS无线通信系统设计D. 武汉大学，20104 文志成. GPRS网络技术M. 北京：电子工业出版社， 20045 韩斌杰. GPRS原理及其网络优化. 北京：机械工业出版社，2003起止日期2016.2.29至2016.6.8备注 院长 教研室主任 指导教师 毕业设计开题报告表 2016 年 3 月 22 日姓名郭朋飞学院机械工程学院专业测控技术与仪器班级1201题目客车运行控制、报警及信息分析系统设计指导教师李雅峰一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义：国内外研究情况：对于客车运行控制、报警及信息分析系统，基于单片机的智能监控系统在国内外应用的较多，如2015年在太原理工大学学报所发表的客车自主安全控制系统设计与研究。但总体来说，有关客车运行控制、报警及信息分析系统在国内外的研究不是很成熟，无法大规模的应用在客车上。主要内容：本研究主要是实现客车监控系统的上位机设计，可以把客车上的温度、湿度、倾角等一些数据发送到上位机进行显示。并通过显示的数据判断汽车的状态。目的：通过上位机的显示，可以实时的观察当前时刻客车内温度、湿度、倾角等一些有关客车安全的数据，从而判断客车的运行状况和安全状况。意义：通过远程的上位机对客车的安全状态进行检测、观察和判断，能够实时了解客车的运行状况是否正常。当客车发生意外事故时，在上位机一端可以立刻查找出出事地点，并进行营救。减小因救援不及时而造成的不必要伤亡。二、进度及预期结果：起止日期主要内容预期结果13周4周5周69周10周1013周14周15周16周学习查找关于GPRS传输信息资料和确定上位机开发软件资料查找相关论文，进行开题报告认真解读课题，进行总体方案的设计掌握GPRS数据传输方法，进行软件编程中期检查上位机界面的设计以及系统联调撰写客车运行控制报警及信息分析系统设计论文客车运行控制、报警及信息分析系统设计修改论文答辩完成资料查找和确定上位机开发软件圆满完成开题报告完成课题总体设计明白数据传输方法完成中期检查完成上位机的制作完成论文撰写完成论文修改完成论文答辩完成课题的现有条件图书馆资料、上网查找资料、老师指导、实验室设备支持审查意见指导教师： 年 月 日学院意见主管领导： 年 月 日天津工业大学本科毕业设计评阅表（设计类）毕业设计题目客车运行控制、报警及信息分析系统设计学生姓名郭朋飞学生班级测控1201指导教师姓名李雅峰评审项目指标满分评分选题能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工作量饱满，能得到较全面训练。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研文献检索能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中获取新知识的能力。15外文应用能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。5设计说明书设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全合理，能正确使用国家标准单位。15设计说明书结构严谨，表达清楚，文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。15能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处理正确无差错，对实验结果的分析准确。20设计具有创新性或实用价值。10合计100意见及建议评阅人签名：年 月 日天津工业大学毕业设计成绩考核表学生姓名郭朋飞学院名称机械工程学院专业班级测控1201题目客车运行控制、报警及信息分析系统设计1毕业设计指导教师评语及成绩：成绩： 指导教师签字： 年 月 日2毕业设计答辩委员会评语及成绩：成绩：答辩主席（或组长）签字： 年 月 日3毕业设计总成绩：a.指导教师给定成绩b.评阅教师给定成绩c.毕业答辩成绩总成绩(a0.5+b0.2+c0.3)摘 要客车是我们出行常用的交通工具之一，但是随着道路交通的复杂化和道路汽车的愈来愈多，愈发多的交通事故发生，而且客车不像火车、飞机或轮船那样有着完备的远程安全监测系统。因此，乘客的生命安全就面临着很大的考验。虽然目前客车上或多或少都有安全监测系统和事故发生时的应急措施，但是却没有远程的监控系统，这就有很大的安全隐患，当客车发生交通事故，特别是客车在偏远地区或是高速路上时，救援人员根本无法在第一时间知道客车发生事故的地点，这就给救援工作带来了极大的困难。而且，发生交通事故的乘客们很有可能在重伤的情况下因为救援的不及时而失去生命。针对上述的问题，本设计的目标是能够设计出客车运行控制、报警及信息分析系统设计，这个系统包括下位机与上位机软件两个方面，下位机部分可以在现场观察客车的运行情况，其中央控制器用STC89C52单片机，数据采集采用DHT11温湿度传感器、ADXL345角度传感器、烟雾MQ-2传感器进行采集，并通过LCD1602显示所需的信息。各子节点通过GPRS无线通讯传输模块与上位机软件进行通讯。上位机软件部分可以实现对客车的远程监控和报警功能，能够使监控人员实时的监控客车的运行状态，并且分析客车的运行状态并判断客车是否正常运行。这样，就保证了客车在发生交通事故时，可以远程知道客车发生事故，需要救援。上位机软件设计是由Visual Basic 6.0去设计上位机界，上位机接收来自下位机的数据，并进行分析和判断。监测人员可以很直观的通过上位机的数据显示和报警与否来监测客车的运行情况。 关键词：客车运行；STC89C52单片机；传感器；VB；上位机软件开发；无线 通讯；ATK-SIM900A通讯模块ABSTRACT Passenger car is our one of the commonly used means of transport to travel, but with more and more of the road traffic and the complexity of automobile road, traffic accidents occur more and more and unlike passenger train, plane or ship as a complete remote safety monitoring system. Therefore, the life safety of the passengers faced great challenge. Although there are more or less on the passenger car safety monitoring system and emergency measures, but there is no remote monitoring system, which has a lot of security risks,when the passenger car traffic accidents, especially in remote areas or passenger cars on the road, rescue workers simply can not know the location of the bus accident at the first time, which brings great difficulties to the rescue work.Moreover, the occurrence of traffic accidents are likely to be seriously injured in the case of a long time without losing their lives. Aiming at the above problems, the goal of the design is to design a bus running control, alarm and information analysis system design, the system includes lower computer and upper computer software, the lower part of the machine can be observed in the field bus operation, the central controller with STC89C52 microcontroller, data acquisition using temperature and humidity sensor DHT11, adxl345 angle sensor, smoke sensor mq-2 collection, and through the LCD1602 display the desired information. Each sub node communicates through the GPRS wireless transmission module and PC software. PC software parts can be real Now on buses and remote monitoring and alarm functions, can make the operation state of the real time monitoring personnel monitoring bus, and analyze whether the normal operation of the train s running state and decide the bus. So that the bus in the traffic accidents can be remote know the bus accident and needed to be rescued. PC software design is by Visual Basic 6.0 to design of the PC world, the host computer receiving data from the slave computer, and analyzing and judging. Monitoring personnel can be very intuitive to the PC through data display and alarm and monitoring bus operation. Key words: bus running; STC89C52 MCU; sensor; VB; PC software development; wireless communication; ATK-SIM900A communication module目 录第一章 绪论11.1课题背景11.2国内外研究现状11.2.1国外研究现状11.2.2国内研究现状11.3课题研究的目的和意义21.4课题的主要研究内容3第二章 系统总体方案42.1系统功能规划42.2核心处理器选择42.3传感器选择52.3.1温湿度传感器52.3.2烟雾传感器62.3.3 角度传感器72.4显示器件72.5无线通信92.6上位机10第三章 无线通讯123.1ATK-SIM900A模块简介123.2上位机通讯143.2.1使用前准备143.2.2ATK-SIM900A模块数据接收14第四章 数据采集系统硬件设计164.1整体结构164.1.1硬件设计框图164.1.2AT89C52处理器介绍164.2数据采集硬件设计17第五章 上位机软件设计205.1上位机软件总体设计规划205.2首页窗体设计205.2.1首页总体功能设计205.2.2首页窗体设计215.2.3首页代码编写及显示效果225.3客车运行状态窗体设计245.3.1客车运行状态总体功能设计245.3.2设置功能区255.3.3客车状态显示365.3.4控制按钮的设计485.3.5数据接收535.3.6小工具605.4关于我们窗体设计635.4.1关于我们总体功能设计635.4.2关于我们窗体设计635.4.3关于我们代码编写及显示效果64第六章 上位机调试68参考文献71附录72附录1 ATK-SIM900A通讯模块电路原理图72附录2上位机软件主界面73附录3外文翻译74谢 辞91可修改编辑精选资料第一章 绪论1.1课题背景世界不断进步，出行方式不断改变，人们对其要求愈来愈高：安全性要好，价格要便宜，乘坐要方便等等，于是就出现了火车，飞机、客车等等的交通工具。对于飞机、火车这一类造价比较高的交通工具，它们都有各自的单一轨道和运行方式，也有比较完善的安全保护措施。但对于客车就不一样了，无论是行走在城市的公交车，城市与城市之间的短途客车还是省份与省份之间的长途客车，它们的随机性太大了。同时，国家的快速发展和人们的生活质量的提高，道路上交通压力不断变大，道路建设越来越复杂，从而导致客车发生交通事故的概率越来越大。由于客车目前没有一个完善的监测、分析和报警系统，在发生事故的时候，特别是在长途客车中，没法在第一时间得知客车发生交通事故或发生交通事故的具体地点，这给救援行动带来了极大地不方便，极有可能因为救援的不及时，造成乘客的二次伤害或失去生命。这时如果有一个完整的系统能够远程时刻的对客车的运行状态进行检测并在客车发生危险时进行报警和定位交通事故的发生地，这样客车乘客的安全就有了很大的保证。1.2国内外研究现状网络的全球覆盖，网络通信技术的不断成熟，客车成为网络通信中的节点。通过无线网络对客车的运行状态进行监测、报警已经成为了现实。从国际范围来看，国外汽车监控系统的发展要先与国内，引入了Telematics概念：通过无线网络将车辆接入互联网，为车主提供驾驶、生活所必需的各种信息。而早期的国内大多数监控系统是基于GPS的控制。1.2.1国外研究现状在美国，客车远程监控系统主要通过无线网络，实时的为行车提供各种所需的信息。它的大部分应用系统位于网路上，而非汽车内部。1990年后，GPS技术开始应用于客车的定位与导航，美国Trimble公司一直致力于定位和道行产品开发，并且第一个实现了客车通信技术与GPS技术的结合。2010年，美国福特公司的工作人员开发了一套完善远程监控系统，并且福特公司把其应用于其本公司生产的两款纯电动汽车上：Transit Connect和Focus。该系统主要实现的功能有：通过无线通讯的方式，向电池管理系统下载程序，从而可以远程升级电池管理系统；对电池组的工作状态进行实时的监控和采集，并通过采集得到的数据对动力电池组管理系统的策略进行恰当的调整。1.2.2国内研究现状近几年，客车发生交通事故事件逐渐增多，国家政策对客车安全技术发展的大力支持，国内的科研院校以及各个汽车企业对客车的远程监控系统的设计展开了研究，虽然到目前为止无法把这些远程监控系统大规模的应用在客车运行上，但是在客车的远程监控系统研究上取得了丰富的成果。 大连海事大学的廖玲玲研究和设计了汽车定位与远程监控系统。通过对嵌入式系统、Linux系统、GPRS和GPS系统的了解和研究，以FFT2410简易板为硬件开发平台，搭建出系统的硬件结构。通过对Linux 编译，将写好的编译程序写在开发板上，作为系统的软件开发平台。这个系统最后经过不懈的研究和试验，达到了预期的要求，实现了对汽车的实时远程监控和对汽车当前位置的定位。天津大学的谢辉等人研究并开发了汽车示范运行无线远程监控管理系统。该系统是基于GPRS和Internet进行研究开发的。可以对汽车的车载记录仪、电池、车载智能信息单元的转台和主控制器进行远程监控，具有数据回放与分析、故障查找和预警、车辆的电子地图远程跟踪和定位、关键参数在线绘图和汽车控制参数的远程设定等功能。该系统经由张辉等人研发成功后，在天津汽车示范运行以及第六届必比登国际清洁汽车挑战赛中都得以成功应用。种种的科研成果，使得我国在客车的远程监控系统研究上取得了长足的进步，但这还不足以与德国，美国等一些发达国家的技术相媲美。在大规模的客车远程监控系统的道路上，我们还有很长的一段路要走。1.3课题研究的目的和意义客车的越来越多，道路的越来越拥挤造成的后果就是客车的事故发生率居高不下，每年因为客车交通事故所造成的人员伤亡越来越多。客车交通事故发生以后，第一时间的救援行动是十分重要的。因此，为了能够实时的观察和监测到客车在运行过程中的状态信息，如客车车厢的温度和烟雾浓度，以确定客车是否发生火灾；客车车厢的湿度，以确定客车是否落水；客车行驶过程中的倾角，以确定客车是否有翻车的可能或者是客车已经翻车等等，利用单片机下位机编程采集客车的实时数据并且加以显示，然后结合GPRS通讯技术，使得运行中的客车信息能够通过单片机的采集，GPRS硬件模块的发送，使得上位机接收。其客车的有关状态不仅在客车上可以观察，还在上位机一端，工作人员可以远程的观察客车的运行状态，并及时的做出判断。通过本次设计，能够完成下位机的数据采集和发送，完成GPRS模块与上位机的通讯、上位机界面的设计以及上位机对数据的接收、判断和报警。如果能用于实际生活中，会给出行生活带来很大的方便。本次设计除了能够把大学里所学的电路、编程等知识应用于实践，而且还要去学习新的知识，去培养实践动手能力，把知识和实践结合在一起。1.4课题的主要研究内容本课题的名称是客车运行控制、报警及信息分析系统设计，它属于2015年国家级大学生创新创业训练计划项目-基于无线物联网的客车监测及逃生控制装置设计的子项目。 本设计介绍了课题背景，分析了目前国内外的研究现状，提出了本设计的研究的目的和意义。综合上述的几点，本设计要实现的是客车运行控制、报警及信息分析系统设计。要使本设计能够顺利的进行并且实现预期的功能，主要的研究内容有以下几点：1. 系统总体方案的确定2. 上位机开发软件的确定3. GPRS通讯模块的通讯原理4. 各个硬件模块的设计5. 上位机界面的设计以及软件编程可修改编辑第二章 系统总体方案2.1系统功能规划客车运行控制、报警及信息分析系统设计主要包括三个部分：一个是下位机的数据采集部分；一个是无线通讯部分；另一个是上位机部分。下位机的数据采集主要是通过编程进行传感器的AD转换，实现数据的显示，无线通讯部分主要功能是利用无线模块进行数据的传输与接收，上位机部分是本设计的重点，其要实现的功能接收来自无线模块的数据，其中数据包含客车车厢的温度、湿度、烟雾以及客车的倾角等信息，并且把接收到温度、湿度、烟雾以及客车的倾角等数据信息进行分解，显示在指定的TextBox控件中，并且与设定值对比，实现报警的功能。系统总体设计过程及上位机实现功能如图2-1所示。图2-1 设计方案总体框图在电脑上进行上位机界面的设计与编程，编程过程中要实现预定的功能。设计完成的上位机与正在运行的客车通过无线通讯模块进行通讯。2.2核心处理器选择单片机不仅仅是全部运转的核心控制器，更是整个系统的灵魂，在对课题进行分析和设计前，很有必要对单片机进行一个合理的、恰当的选型，以确保选择的单片机能够满足本次设计。不一样类型的单片机所具备的硬件资源差异较大，能够执行的任务量和复杂性程度也不一样。型号不一样的单片机所具备的硬件资源不同，国内开发应用常用的处理器单片机包括51系列、AVR，430等。下面将对51系列单片机性能的做一个简单的介绍。 Intel公司设计和研发并生产出了最早的8位MCS-51系列单片机，该系列包括8031、8051、8751等，此后很多公司又在MCS-51的基础上开发了结构更为复杂，内容更丰富的并兼容MCS-51的单片机。传统的51系列单片机主要的硬件资源有： 1.8位CPU2.4Kbit ROM3.128Bit RAM 4.4个8位I/O口，其中部分具备第二功能5.21个专用的寄存器6.两个可编程定时器/计数器 7.5个中断源 8.一个全双工串行通讯接口 9.外ROM和外RAM寻址空间都为64KB 10.可按位操作针对本课题的设计任务和要求，根据课题设计的需要和功能实现的，由于本设计要完成的任务不是很多，处理的数据量不大，一般51系列单片机即可。综合考虑价格和使用的方便性等因素，核心控制器选用STC89C52型单片机。2.3传感器选择传感器是用来感知待测监测量，通过一定的方式将所得的测量结果模拟量、数字量进行输出，是测控系统中不可或缺的检测部分。针对于不同的使用场合和应用场景，研发制造出不同的传感器。有时，同一个待测的测量目标也可以用不通过 的传感器进行测量，测量结果最后最终进行一定的数据处理就可以了。因此，这就存在一个传感器上最佳选择的问题。本课题当中要测量的目标量包括车辆内环境温度、湿度、烟雾以及车辆内的倾斜角度。以下，将对所用到的传感器的选择做一个较详细的介绍。2.3.1温湿度传感器对于温度和湿度这两个待测目标量来说，用传感器来进行测量还是比较容易的。传统的传感器就能检测温度、位移、形变、距离等比较单一的量。只需要根据预期实现功能和要求进行选择相合适的传感器即可。本设计涉及到温度和湿度两个待测目标量，经过选择对比，选用在市面上广泛用到的DHT11数字式温湿度传感器。DHT11数字温湿度传感器的输出信号在工厂生产时已经经过专业人员核准过得，准确度很高，所被测温湿度可直接转变为串行数字信号供微机处理的温湿度复合型传感器。所以，DHT11温湿度传感器拥有响应超快、品质优良、抗干扰能力强、性能和价格比很高的优点。可修改编辑DHT11的外形及管脚排列如下图2-2所示。 图2-2 DHT11的管脚排列和外形DHT11引脚定义：1. VCC 外接供电电源输；2. DATA 为数字信号输入/输出端，与单片机的I/O口相连；3.空脚；4. GND 为电源地。2.3.2烟雾传感器车内烟雾浓度的多少是判断车辆是否有火情发生的一个重要指标,因此能够准确、快速的检测出车内烟雾的情况能有效、及时地对车内是否有火情做出判断。MQ-2烟雾传感器适用于很多场合和工作环境，如家庭的煤气泄漏，工厂的可燃气体检测，同时也适用于甲烷、液化气、丁烷、氢气、烟雾等多种可燃性气体监测装置。如图2-3所示，烟雾传感器模块。图2-3 烟雾传感器MQ-2烟雾传感器有以下特点1.具有信号输出指示；2.拥有双路信号输出； 3.TTL输出有效信号为低电平（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）；4.输出量模拟量是0-5V区间的电压，且环境中的浓度越高，电压也就越高；5.对可燃气体（如煤气、液化气、天然气）等都有很好灵敏度；6.使用寿命很长，可靠性，稳定性很高；7.快速的响应恢复特性。2.3.3 角度传感器关于倾角的测量，目前使用较多的是MMA7455模块。它是一款数字输出、低功耗、紧凑型电容式微机械三轴加速度计，具有信号调理、低通滤波器、温度补偿。它有以下的特征，1. 数字输出(带有I2C/SPI总线) l l 2. 低电流消耗 l 3. Z轴向自我检测 ll 4. 用户配置偏移校准寄存器 l 5. 运动识别水平检测（冲击，震荡，自由落体） l 6. 单脉冲和双脉冲识别的脉冲检测 l 7. 可选灵敏度2g, 4g, 8g l 8. 结构坚固，高抗冲击性（5000g） l 如图2-4所示，MMA7455模块实物图。图2-4 MMA7455实物图 2.4显示器件对于车内显示来说，现在市场上显示设备的种类有很多，如触摸显示屏、高清彩色液晶显示屏、电子射线管先视频、黑白的LCD显示屏，还有最简单的LED数码管显示。对显示来说，得综合考虑各种因素来进行选择。其中，功耗是一个考虑的重要指标，低功耗性能的实现需要一个协调优化的系统，整体功能部件的每个部分的低功耗最终才会有系统的低功耗。能够实现预期设计的基本功能，并且在不影响功能基础上美观实用，经济可靠尽量选择功耗较低的显示器件。本设计对监控状态的显示除了上位机以外，在客车运行内部环境中也需要进行显示。对于车内的实时显示，因为是样机的制作，需要显示出监测量的实时数据，并且现实的数据较多，有温度、湿度、烟雾、倾角等至少四个数据的显示，因此考虑到液晶屏使用的方便性、实用性和经济性等因素，选择LCD12864液晶屏作为数据显示屏。如图2-5所示，图(a)是LCD12864液晶屏引脚图，图(b)是LCD12864液晶屏实物图。(a) (b)图2-5 LCD1602液晶屏2.5无线通信上位机与下位机之间的通讯方式有两大类：有线通讯和无线通讯。有线通讯就是上位机和下位机之间是由数据总线连接，有线通讯因为其需要数据总线才能进行通讯，有很大的局限性，一般应用于实验室的仪器设备和计算机之间的通讯连接。本课题研究的是客车运行状态的远程控制，如果通讯的方式是通过电线或电缆的进行有线通讯，是无法实现的。因此只能选择无线通讯的方式进行通讯。无线通讯方式目前常用和常见的有以下几种： 1.红外线通信（infraredcommunications）传输形式：一种利用红外线传输信息的通信方式，可传输语言、文字、数据、图像等信息。 优点：保密功能强大；体积小；重量轻；经济性好；抗干扰性强； 缺点：受视距影响其传输距离短；要求通信设备的位置固定；其点对点的传输连接，无法灵活地组成网络等。 2.蓝牙（Bluetooth） 传输形式：一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。 优点：一台蓝牙设备可同时与其它七台蓝牙设备建立连接；低功耗、通讯安全性好；在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通讯视角和方向要求。 缺点：蓝牙的通讯速率不是很高；目前主流的软件和硬件平台均不提供对蓝牙的支持，这使得蓝牙的应用成本升高，普及难度增大；ISM频段是一个开放频段，可能会受到诸如微波炉、无绳电话、科研仪器、工业或医疗设备的干扰。 3.Zigbee 传输形式：基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。 优点：低功耗、高可靠性、强抗干扰性；保密性强，目前世界上没有一例关于Zigbee被破解案例；布网容易，通过无线中继器可以非常方便地将网络覆盖范围扩展至数十倍。 缺点：产品开发难度大；低速短距离传输；开发周期长。 4.通用分组无线服务技术（GPRS） 传输形式：通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。 优点：实在时线；按量计费；快捷录登；高速传输；自如换切。 缺点：相对于无线专网成本不算低，性价比优势不大；通信协议比专网复杂很多，入门有一定难度。综合考虑几种无线传输方式的优缺点，又结合本设计的客车信息采集是远程的数据采集。而红外线通信、蓝牙（Bluetooth）以及Zigbee通讯都有一个致命的缺点：只适用于近距离的数据传输，就算是Zigbee通讯也只能在无障碍的情况下传输100m左右。GPRS通讯不同，它是接入网路中，可以传输很长的距离。因此无线通讯模块选择ATK-SIM900A模块，一种常用的GPRS通讯模块。2.6上位机上位机的设计是本设计的关键，因为数据的接收和处理、报警信号等等预期的功能都要由上位机来完成。因此，上位机设计软件选择的方便使用与否直接关系到这个设计的复杂程度。常用的上位机开发软件有很多，如LabVIEW、Visual Basic（VB）、MATLAB,它们有各自的特色和不足之处。 1.LabVIEW LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。LabVIEW有自身的编程方法和语言，它的编程是以连线的方式：把各个单独的控件按自己的功能要求连接，其函数的执行顺序是由各个节点的数据流向决定。 LabVIEW 中的用户界面显示图标，可以通过对各个图标连线对前面板上的对象进行控制。 LabVIEW把编程程序具体化，用图形的方法进行编程，其运行的过程是按各个节点的数据流向决定，类似流程图，这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW在编写大型程序时，因为所有的控件都是在一起连的，调试的时候会很麻烦，需要很大的精力在调试方面。并且其执行效率比较低，用LabVIEW编写出来的虚拟仪器等大型软件实用性并不高。 2.Visual Basic Visual Basic是由微软公司开发的一款程序设计语言软件，可视化的、面向对象和采用事件驱动方式是它的优点。因为其使用方便，功能强大且软件安装方便快捷，VB语言的学习者比较多。VB中除了常用的控件外，还可以自制数据库、使用连接数据库和安放其他控件如串口控件等。 在VB环境下，使用者可以根据自己的需要进行可视化的界面设计，VB的使用和LabVIEW有一定的相似性，都有视图界面和编程界面，但VB的编程界面是用VB语言进行编程，针对每一个控件进行编程，针对性特别强。因此，用VB编程复杂大型的上位机或是软件系统在调试的时候特别的方便。 3.MATLAB MATLAB软件的定义：一种用于数据分析数值计算、算法开发以及数据可视化的高级技术计算语言和交互式环境。数组和矩阵运算是MATLAB的特色。但同时MATLAB是一个功能用途很多的软件，除了在数组和矩阵运算上相对于其他的软件有优势外，还可以用于数学建模、数据处理与分析以及数据图形的绘制等。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，矩阵的使用大多数是工程数学中。此时用MATLAB去处理矩阵数据，要比LabVIEW、C语言等处理方便快捷很多。MATLAB在工程中的应用十分广泛，是一款分成强大的数学数据处理软件。 分析三种软件各自的特点，发现LabVIEW主要应用于测试测量，MATLAB主要应用于矩阵运算以及数学问题的分析，上位机软件开发功能只是LabVIEW和MATLAB两个软件的“附加”功能。而且这两个软件的功能强大，学习起来比较困难，不适用于本设计的上位机开发。而VB不一样，它是一个用于在Windows环境下开发软件的工具。正是由于VB的这种专一性，使得VB简单易学、效率高，且功能强大。因此，本设计上位机软件的开发工具选择Visual Basic(VB)。第三章 无线通讯本次的设计的目的是实现客车运行状态信息的实时采集，因此需要进行通讯。通讯的过程是：下位机把采集到的数据以一定的格式传输到与下位机相连的通讯模块，与下位机相连的通讯模块通过点对点的发送将接收到的数据传到与上位机相连的通讯模块中，上位机再把传输过来的数据进行处理，完成上位机的实时监测功能。通讯的流程图如图3-1所示。图3-1 通讯过程3.1ATK-SIM900A模块简介 ATK-SIM900A模块是属于工业级别的开发板，但是我们可以使用其简单的功能，如信息的传输、GPRS数据服务等功能。ATK-SIM900A模块具有丰富的接口资源，使用者可以根据自己的功能需求去外扩功能。其资源图如图3-2所示。图3-2 ATK-SIM900A模块资源图ATK-SIM900A模块功能十分强大，主要的功能有短信的发送、电话的拨打与接通、数据通过