基于ARM和Android的物流车运行参数存储与监测系统设计

樊继东

（湖北汽车工业学院，湖北 十堰 442002）

基于ARM和Android的物流车运行参数存储与监测系统设计

樊继东

（湖北汽车工业学院，湖北 十堰 442002）

设计基于主从通信模式的物流车远程参数存储与监测系统。主控制器采用STM32F2407， 通过 GPRS网络，将GPS模块接收的车辆位置信息和 CAN 总线采集的车辆实时运行数据发送到中心服务器上，可通过手机客户端或上位机查看数据。

远程传输；GPRS；ARM；Android

汽车研发过程中，需要对各部件实时监测，用于分析汽车运行特性，从而得到最优的控制策略。笔者设计了基于ARM-STM32的汽车运行参数与远程传输系统，该系统不仅集成了先进的ARM处理器芯片、各类传感器模块、CAN通信模块、显示模块、GSM 无线传输模块，而且配备了智能手机客户端，使得汽车运行参数得到远程实时监测及有效调控。该系统安全系数高，便于远程调控。

1 系统结构与功能

系统总体结构图如图1所示。车载终端由 STM32单片机模块、无线传输模块、显示模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、电源模块及手机信息接收端等部分构成。其中，无线传输模块采用芯讯通公司（SIMCom）生产的SIM5320芯片为主芯片，负责获取GPS位置信息并实现GPRS 无线通信；显示模块采用2.8寸TFTLCD显示屏，其通过FSMC接口与STM32芯片进行数据传输；电源控制电路主要由供电电源、稳压芯片组成，选用5 V的直流供电电源和精度较高的线性稳压芯片 LM1117-3.3，稳定输出 3.3 V的直流电；WIFI通信模块与核心处理器采用USB接口连接，实现上位机、下位机之间无线通信；CAN模块通过CAN读取车辆实时信息；手机通过WIFI方便直观地观察车辆参数。上位机接收数据，并进行存储。此外，上位机可将数据或指令经互联网、GPRS网传到下位机，对汽车进行实时调控。

图1 系统总体结构图

1.1 上位机构成与工作原理

图2为上位机架构图。上位机任务包括2部分：数据服务器接收、解密并存储下位机发来的数据；Web服务器向合法用户提供数据服务。

上位机采用WAMP（Windows+Apache+PHP+Mysql）平台。应用Ajax技术实现页面无刷新地更新。

图2 上位机架构图

1.2 车载终端组成及工作原理

车载终端是车辆远程数据采集系统的核心，用于数据的采集、处理、加密、封装、发送。如图3所示。

图3 车载终端

1）ARM 核心处理模块 ARM芯片具有体积小、成本低、功耗小、性能良好等诸多优点，在各行各业中得到日益广泛的应用。本系统采用STM32F4系列的STM32F407芯片，该芯片基于最新的ARM Cortex M4内核，在现有出色的STM32微控制器产品组合中新增了信号处理功能，并提高了运行速度；STM32F405x集成了定时器、3个ADC、2个DAC、串行接口、外存接口、实时时钟、CRC计算单元和模拟真随机数发生器在内的整套先进外设。STM32F407在STM32F405产品基础上增加了多个先进外设。

2）无线传输模块 无线传输模块采用芯讯通公司生产的 SIM5320，其采用SMT封装，支持AT指令。采用单电源供电模式，并且内置GPS和A-GPS。ARM芯片将SIM5320接收到的GPS信息与通过CAN接收到的车辆参数信息汇总、编码，将数据处理成TCP/UDP数据包并加上IP报头和报尾封装成IP数据报，并通过SIM5320发送出去。

3）人机交互模块 检测终端的输出显示采用ALIENTEK推出的高性能4.3寸800×480像素，16位真彩电容触摸屏，I2C接口，支持5点同时触摸，具有非常好的操纵效果，且效应速度快，理论刷屏速度可达78.9帧/秒。

4）电源模块 根据核心板的要求，电源模块提供2种等级的电压，LM2940CS稳压芯片输出5 V直流电；AMS1117稳压芯片输出3.3 V直流电。

5）CAN总线通信模块 车载终端通过 STM32F407芯片自带CAN接口实时采集车辆参数，波特率取512 k。

2 系统软件设计

2.1 车载终端软件设计

下位机采用状态机的系统结构进行数据发送。为了充分利用微处理资源，在GPRS连接未成功的时候，MCU处理其他的各种任务，流程如图4所示。

图4 车载终端主流程图

2.2 上位机软件设计

上位机采用c#进行Socket网络编程，流程如图5所示。监控界面如图6所示。

图5 编程流程图

2.3 手机客户端软件设计

图6 WEB远程数据采集

移动端开发采用的是基于Android 操作系统，集成开发环境采用的是Myeclipse，程序设计语言为Java。系统的主要功能模块包括APP前端数据显示系统、数据管理系统、故障码解析系统、用户管理系统。数据显示系统可查看车辆运行参数、位置信息、故障码。数据管理系统用于查询历史数据或数据备份。用户通过故障码解析系统实现故障码解析、查看故障原理及解决方案。功能结构如图7所示。移动终端APP 界面如图8所示。

图7 移动终端APP功能结构

图8 移动终端APP运行界面

3 结语

基于ARM和WIFI通信技术，设计基于CAN总线的物流车运行参数存储及远程传输系统，较好地实现了车辆数据的采集、分析处理，数据与互联网、手机客户端的相互通信。试验证明该系统性能可靠，达到了车载数据采集的要求，该系统通用性强，使用方便，易于二次开发。

［1］ 王晨辰. 纯电动物流车远程监控平台研究［J］. 物流技术，2017（1）:105-109.

［2］ 樊继东，杨朝阳. 基于Freescale汽车运行参数存储与远程传输系统设计［J］. 汽车科技，2013（3）:54-56，71.

［3］ 江朝晖，李想，马友华，等. 基于ARM和Android的通用化农田信息检测终端研究［J］. 农业机械学报，2016（11）:294-300.

［4］罗冰洋，陈苗，陈雅，等. 基于Android平台汽车监测与诊断终端［J］. 计算机系统应用，2016（2）:263-267.

（编辑 杨 景）

Design of Logistics Vehicle Data Storage and Remote Monitoring based on ARM and Android

FAN Ji-dong

（Hubei Uninversity of Automotive Technology，Shiyan 442002，China）

This article proposes a system design for logistics vehicle remote data storage and monitoring based on serverclient model. The system uses STM32F2407 as its main chip，and sends the location data from GPS and vehicle real-time data from CAN bus to central server through GPRS network. The data is accessible through mobile phones and upper monitors.

remote data acquisition；GPRS；ARM；Android

U463.6

A

1003-8639（2017）10-0022-03

2017-05-17

湖北省教育厅科学技术研究计划优秀中青年人才项目（Q20102003）

樊继东（1976-），男，硕士，副教授，研究方向为汽车电子等相关领域。