發(fā)布時間：2021-05-12所屬分類：管理論文瀏覽：1次
摘 要： [摘要]設(shè)計了一套基于MSP430的垃圾運輸車規(guī)劃及監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由供電模塊、MSP430主處理器模塊、無線通信模塊、超聲波傳感器模塊等組成。針對目前傳統(tǒng)的對于垃圾運輸車的監(jiān)控?zé)o法充分提高車輛的使用效率以及無法保證其安全問題，系統(tǒng)通過硬件設(shè)備處理車輛
[摘要]設(shè)計了一套基于MSP430的垃圾運輸車規(guī)劃及監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由供電模塊、MSP430主處理器模塊、無線通信模塊、超聲波傳感器模塊等組成。針對目前傳統(tǒng)的對于垃圾運輸車的監(jiān)控?zé)o法充分提高車輛的使用效率以及無法保證其安全問題，系統(tǒng)通過硬件設(shè)備處理車輛的使用情況與設(shè)備情況等信息，通過數(shù)據(jù)處理，規(guī)劃出更合理的路線并實時監(jiān)測監(jiān)控來提高車輛的使用效率及安全性，并提高人員的工作效率。
[關(guān)鍵詞]垃圾運輸車;監(jiān)測系統(tǒng);電路設(shè)計;軟件設(shè)計
0引言
城市化速度的加快,城市人口數(shù)量的增長、人們消費水平的提高使日常垃圾的產(chǎn)生量逐漸膨脹[1],垃圾運輸車輛只能在一定程度上簡單地轉(zhuǎn)移垃圾，緩解垃圾的堆積問題[2]，但不能保證垃圾的流動效率及工作人員的工作效率。
針對城市垃圾車的管理與智能化進(jìn)行的相關(guān)研究有：1)通過GPS來實現(xiàn)實時定位，并利用算法規(guī)劃路線，使用DPS算法較好地滿足對車流量的監(jiān)測[3];2)通過電動來降低污染，將垃圾車電動化以此實現(xiàn)輕量化、自動化[4];3)通過無線通訊對車進(jìn)行智能調(diào)度，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控[5]。這些研究雖然在一定程度上加大了對車輛的監(jiān)控力度，但并沒有解決垃圾運輸車隨意傾倒的問題，無法高效地記錄車輛工作時的信息、管理垃圾車工作。
本文設(shè)計了基于MSP430的垃圾運輸車規(guī)劃及監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過不同模塊對使用垃圾車的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集，遠(yuǎn)程對車輛智能監(jiān)控，監(jiān)測了解各車的油耗、位置、設(shè)備等，來保證垃圾運輸車正常安全地運行，避免工作中出現(xiàn)不合理用車的情況，并根據(jù)實際進(jìn)行分析，給出相應(yīng)的路線規(guī)劃[6]，以此來提高車輛工作的效率，在一定程度上解決車輛的規(guī)劃管理問題。
1系統(tǒng)總體設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計圖如圖1所示，MSP430處理器為該系統(tǒng)的核心，對垃圾運輸車進(jìn)行監(jiān)測及規(guī)劃。當(dāng)車輛工作經(jīng)過不同路口時，攝像頭進(jìn)行拍攝，配合車載一體機(jī)將本車輛的設(shè)備監(jiān)測、定位、監(jiān)控、油耗速度監(jiān)測等信息發(fā)送給處理器，處理器通過對數(shù)據(jù)的分析處理后發(fā)送給上位機(jī)管理系統(tǒng)，后臺車輛管理人員可查看相關(guān)信息，將路線規(guī)劃方案通過處理器發(fā)送給各車輛，并通過實時監(jiān)控、油耗監(jiān)測進(jìn)一步了解每一輛車的工作效率來進(jìn)行駕駛員的管理。
2硬件電路設(shè)計
基于MSP430的垃圾運輸車規(guī)劃及監(jiān)測系統(tǒng)主要包括供電模塊、控制模塊、無線通信模塊和傳感器模塊等。以MSP43處理器為核心，通過對數(shù)據(jù)的收集和分析來進(jìn)一步對垃圾運輸車輛進(jìn)行設(shè)備、工作的監(jiān)測和路線規(guī)劃。
2.1電源模塊設(shè)計
如圖2所示，供電模塊是由CN3717芯片控制的集成電路，該電路是PWM降壓模式鉛酸電池充電管理，單獨對其進(jìn)行管理，輸入范圍從7.5V到28V，有過充電和浮充電電壓的分壓網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。該模塊具有運行穩(wěn)定性好、電池過壓保護(hù)、安全性能高、運行環(huán)境方便等特點。
2.2控制模塊
如圖3所示，MSP430是一種16位的混合信號處理器。它具有較強的處理信息能力、極快的運算速度、超低功耗、多樣化的庫存、所需運行條件方便且高效、精簡指令集等特點[7]。
MSP430單片機(jī)的p1.3管腳與ds18B20溫度傳感器進(jìn)行連接，單片機(jī)的p3.7和p3.6分別與MC差分信號雙絞線進(jìn)行接口。
2.3無線通信模塊
如圖4所示，本模塊采用的是ZigBeeCC2420芯片。該芯片外部元器件需求量低，且具有性能穩(wěn)定和功耗極低的優(yōu)點，它先將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流改變，然后將其輸出調(diào)制頻率調(diào)為半個周期的正弦波，I/Q通道交替?zhèn)鬏敶a片流。這款芯片采用自主開發(fā)的短距離射頻傳輸系統(tǒng)成本較低、功耗偏小，可以長期連續(xù)供電。它還具有保密性高、建構(gòu)簡單、運用便捷、抗毀性強等特點，較其他類別射頻收發(fā)芯片有明顯的優(yōu)勢。ZigBeeCC2420[8]可以對各個模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、接收不同的信息,從而實現(xiàn)該系統(tǒng)的無線通信功能。
2.4傳感器模塊
如圖5所示，本模塊采用的是超聲波傳感器。使用者可以在接收口等待不小于10μs的高電平輸出，當(dāng)輸出定時器開始計時，自動檢測往返，且控制口變?yōu)榈碗娖綍r便可讀計時器的值，這個數(shù)值便是所用時間。超聲波傳感器[9]可探測2~450cm的距離，達(dá)到0.2cm的高精度，感應(yīng)角度不大于15°。該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、方向性好、繞射現(xiàn)象小、適用環(huán)境多樣、測量精確等特點。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計采用VisualBasic6.0軟件開發(fā)設(shè)計，主要包括車輛的跟蹤和設(shè)備監(jiān)測設(shè)計、線路規(guī)劃設(shè)計、數(shù)據(jù)分析及歷史數(shù)據(jù)查詢設(shè)計和反饋、駕駛員及管理設(shè)計。
如圖6所示，系統(tǒng)主界面由車輛跟蹤、線路規(guī)劃、數(shù)據(jù)分析、運輸問題、駕駛員管理、意見反饋和設(shè)置7個部分組成。各自的的功能分別是實時跟蹤車輛，對車輛設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測;篩選垃圾運輸車到達(dá)目的地可選擇的路線進(jìn)行規(guī)劃;分析車輛每月的油耗數(shù)據(jù);接收運輸時出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理;管理駕駛員對軟件使用情況進(jìn)行意見反饋、設(shè)置軟件界面。右下角是退出登錄按鈕。
如圖7所示，用戶登錄成功后進(jìn)入功能區(qū)，軟件的核心功能在于車輛的跟蹤監(jiān)測、線路規(guī)劃和數(shù)據(jù)分析，通過車載對車輛進(jìn)行跟蹤和設(shè)備的監(jiān)測[10]以及對數(shù)據(jù)的分析，篩選路線。對于普通用戶僅可查看路線和問題進(jìn)行反饋，對界面設(shè)置進(jìn)行調(diào)整，而管理員享有對車輛進(jìn)行跟蹤、數(shù)據(jù)分析、駕駛員管理的權(quán)利。
如圖8所示，下拉選擇車牌號碼對車輛進(jìn)行跟蹤[11]，可以更加直觀地查看車輛所在位置、運行的方向、路徑，右側(cè)的文字可提供速度、里程、起點、終點等相關(guān)信息。
以蘇A12345為例。如圖9所示，點擊設(shè)備檢測[12]即可進(jìn)入界面，界面會提供車輛的樣式、狀況以及人員規(guī)范和車容車貌的信息。點擊實時監(jiān)控，系統(tǒng)會動態(tài)地顯示所經(jīng)過攝像頭拍攝的車輛和駕駛員，可查看車身車貌及人員規(guī)范是否相符。點擊監(jiān)控車輛界面，會顯示車身照片并提供車型、地點、時間、車號、車速、方向等信息，幫助管理員更好地掌握工作時的信息。
如圖10所示，系統(tǒng)對每月的里程油耗量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，繪制曲線圖，管理員更加直觀地了解走向，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行核實的同時可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送[13]，幫助部門、公司更好地管理垃圾運輸車工作時的使用情況和工作效率，發(fā)送數(shù)據(jù)后會顯示發(fā)送成功。上級進(jìn)行接收，對相關(guān)的車輛及駕駛員進(jìn)行調(diào)度。
如圖11所示，系統(tǒng)對前一年不同季度的耗油量進(jìn)行收集，根據(jù)數(shù)據(jù)的分析繪制曲線圖，管理員可以將今年與前一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比[14]，幫助部門、公司更好地了解兩年來的工作效率，來進(jìn)一步對車輛的工作進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
4結(jié)論
本文以MSP430主處理器為核心，對垃圾運輸車輛[15]的跟蹤和信息采集，并對路線進(jìn)行規(guī)劃篩選，通過無線通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蛻舳撕婉{駛員，完成對車輛工作時的監(jiān)控與檢測。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功能全面，能夠滿足垃圾車的日常管理。——論文作者：朱蘇婉，孫寧
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