基于MSP430的垃圾运输车规划及监测系统

发布时间：2021-05-12所属分类：管理论文浏览：1次

摘 要： [摘要]设计了一套基于MSP430的垃圾运输车规划及监测系统。该系统由供电模块、MSP430主处理器模块、无线通信模块、超声波传感器模块等组成。针对目前传统的对于垃圾运输车的监控无法充分提高车辆的使用效率以及无法保证其安全问题，系统通过硬件设备处理车辆

　　[摘要]设计了一套基于MSP430的垃圾运输车规划及监测系统。该系统由供电模块、MSP430主处理器模块、无线通信模块、超声波传感器模块等组成。针对目前传统的对于垃圾运输车的监控无法充分提高车辆的使用效率以及无法保证其安全问题，系统通过硬件设备处理车辆的使用情况与设备情况等信息，通过数据处理，规划出更合理的路线并实时监测监控来提高车辆的使用效率及安全性，并提高人员的工作效率。

　　[关键词]垃圾运输车;监测系统;电路设计;软件设计

　　0引言

　　城市化速度的加快,城市人口数量的增长、人们消费水平的提高使日常垃圾的产生量逐渐膨胀[1],垃圾运输车辆只能在一定程度上简单地转移垃圾，缓解垃圾的堆积问题[2]，但不能保证垃圾的流动效率及工作人员的工作效率。

　　针对城市垃圾车的管理与智能化进行的相关研究有：1)通过GPS来实现实时定位，并利用算法规划路线，使用DPS算法较好地满足对车流量的监测[3];2)通过电动来降低污染，将垃圾车电动化以此实现轻量化、自动化[4];3)通过无线通讯对车进行智能调度，实现远程监控[5]。这些研究虽然在一定程度上加大了对车辆的监控力度，但并没有解决垃圾运输车随意倾倒的问题，无法高效地记录车辆工作时的信息、管理垃圾车工作。

　　本文设计了基于MSP430的垃圾运输车规划及监测系统，该系统通过不同模块对使用垃圾车的数据资料进行收集，远程对车辆智能监控，监测了解各车的油耗、位置、设备等，来保证垃圾运输车正常安全地运行，避免工作中出现不合理用车的情况，并根据实际进行分析，给出相应的路线规划[6]，以此来提高车辆工作的效率，在一定程度上解决车辆的规划管理问题。

　　1系统总体设计

　　系统设计图如图1所示，MSP430处理器为该系统的核心，对垃圾运输车进行监测及规划。当车辆工作经过不同路口时，摄像头进行拍摄，配合车载一体机将本车辆的设备监测、定位、监控、油耗速度监测等信息发送给处理器，处理器通过对数据的分析处理后发送给上位机管理系统，后台车辆管理人员可查看相关信息，将路线规划方案通过处理器发送给各车辆，并通过实时监控、油耗监测进一步了解每一辆车的工作效率来进行驾驶员的管理。

　　2硬件电路设计

　　基于MSP430的垃圾运输车规划及监测系统主要包括供电模块、控制模块、无线通信模块和传感器模块等。以MSP43处理器为核心，通过对数据的收集和分析来进一步对垃圾运输车辆进行设备、工作的监测和路线规划。

　　2.1电源模块设计

　　如图2所示，供电模块是由CN3717芯片控制的集成电路，该电路是PWM降压模式铅酸电池充电管理，单独对其进行管理，输入范围从7.5V到28V，有过充电和浮充电电压的分压网络设置。该模块具有运行稳定性好、电池过压保护、安全性能高、运行环境方便等特点。

　　2.2控制模块

　　如图3所示，MSP430是一种16位的混合信号处理器。它具有较强的处理信息能力、极快的运算速度、超低功耗、多样化的库存、所需运行条件方便且高效、精简指令集等特点[7]。

　　MSP430单片机的p1.3管脚与ds18B20温度传感器进行连接，单片机的p3.7和p3.6分别与MC差分信号双绞线进行接口。

　　2.3无线通信模块

　　如图4所示，本模块采用的是ZigBeeCC2420芯片。该芯片外部元器件需求量低，且具有性能稳定和功耗极低的优点，它先将要传输的数据流改变，然后将其输出调制频率调为半个周期的正弦波，I/Q通道交替传输码片流。这款芯片采用自主开发的短距离射频传输系统成本较低、功耗偏小，可以长期连续供电。它还具有保密性高、建构简单、运用便捷、抗毁性强等特点，较其他类别射频收发芯片有明显的优势。ZigBeeCC2420[8]可以对各个模块进行数据的采集、接收不同的信息,从而实现该系统的无线通信功能。

　　2.4传感器模块

　　如图5所示，本模块采用的是超声波传感器。使用者可以在接收口等待不小于10μs的高电平输出，当输出定时器开始计时，自动检测往返，且控制口变为低电平时便可读计时器的值，这个数值便是所用时间。超声波传感器[9]可探测2~450cm的距离，达到0.2cm的高精度，感应角度不大于15°。该系统具有性能稳定、方向性好、绕射现象小、适用环境多样、测量精确等特点。

　　3系统软件设计

　　系统软件设计采用VisualBasic6.0软件开发设计，主要包括车辆的跟踪和设备监测设计、线路规划设计、数据分析及历史数据查询设计和反馈、驾驶员及管理设计。

　　如图6所示，系统主界面由车辆跟踪、线路规划、数据分析、运输问题、驾驶员管理、意见反馈和设置7个部分组成。各自的的功能分别是实时跟踪车辆，对车辆设备进行监测;筛选垃圾运输车到达目的地可选择的路线进行规划;分析车辆每月的油耗数据;接收运输时出现的问题进行处理;管理驾驶员对软件使用情况进行意见反馈、设置软件界面。右下角是退出登录按钮。

　　如图7所示，用户登录成功后进入功能区，软件的核心功能在于车辆的跟踪监测、线路规划和数据分析，通过车载对车辆进行跟踪和设备的监测[10]以及对数据的分析，筛选路线。对于普通用户仅可查看路线和问题进行反馈，对界面设置进行调整，而管理员享有对车辆进行跟踪、数据分析、驾驶员管理的权利。

　　如图8所示，下拉选择车牌号码对车辆进行跟踪[11]，可以更加直观地查看车辆所在位置、运行的方向、路径，右侧的文字可提供速度、里程、起点、终点等相关信息。

　　以苏A12345为例。如图9所示，点击设备检测[12]即可进入界面，界面会提供车辆的样式、状况以及人员规范和车容车貌的信息。点击实时监控，系统会动态地显示所经过摄像头拍摄的车辆和驾驶员，可查看车身车貌及人员规范是否相符。点击监控车辆界面，会显示车身照片并提供车型、地点、时间、车号、车速、方向等信息，帮助管理员更好地掌握工作时的信息。

　　如图10所示，系统对每月的里程油耗量进行数据分析，绘制曲线图，管理员更加直观地了解走向，并对相关数据进行核实的同时可以将数据进行发送[13]，帮助部门、公司更好地管理垃圾运输车工作时的使用情况和工作效率，发送数据后会显示发送成功。上级进行接收，对相关的车辆及驾驶员进行调度。

　　如图11所示，系统对前一年不同季度的耗油量进行收集，根据数据的分析绘制曲线图，管理员可以将今年与前一年的数据进行对比[14]，帮助部门、公司更好地了解两年来的工作效率，来进一步对车辆的工作进行优化调整。

　　4结论

　　本文以MSP430主处理器为核心，对垃圾运输车辆[15]的跟踪和信息采集，并对路线进行规划筛选，通过无线通讯将数据传输到客户端和驾驶员，完成对车辆工作时的监控与检测。该系统结构简单，功能全面，能够满足垃圾车的日常管理。——论文作者：朱苏婉，孙宁

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