危险品道路运输实时在线监控系统设计与实现

摘要

近年来，随着我国工业化进程的不断推进，通过道路运输的危险化学品总量快速上升，运输事故频繁发生，给社会和人民带来了巨大的损失。为了提高危险品道路运输的安全性，对运输车辆及运输危险品的状态进行实时监控势在必行。本文针对危险品运输的特点，根据现代化物流的发展趋势，应用现代化的信息采集技术、通信技术设计了一套危险品道路运输实时在线监控系统，实现了对危险品道路运输全过程的可知、可视、可控化管理，在可能发生危险事故时，能主动发出预警，将危险消除在萌芽状态，提高了危险品道路运输的效率与安全性。
　　本研究主要内容包括：⑴从危险品道路运输监控的实际需求出发，分析了系统所需涉及的关键技术，主要包括嵌入式技术、跟踪定位技术、无线数据传输技术、数据加密技术、现场总线技术、RFID无线射频识别技术和定位数据可视化技术，对各项技术的现状逐一进行了介绍。秉承高精度、低成本和高稳定性的原则，确定了危险品道路运输实时在线监控系统的最终技术方案，提出了系统的总体集成方案。⑵在确定系统总体集成方案的基础上，以模块化的设计思想完成了车载终端的硬件系统设计。在本设计中车载终端由两部分组成：驾驶室端和危险品状态信息采集端，其中，驾驶室端核心处理器为LPC2378，搭载了定位、无线数据传输、液晶显示、RFID、语音报警等功能模块。危险品状态信息采集端由各类型的传感器子模块构成，每个传感器子模块又由Atmega88单片机、MAX485芯片和一类传感器组成。⑶根据软件需求将车载终端的工作模式分为两种：参数配置模式和运输模式。在嵌入式实时操作系统 uC/OS-II的基础上设计了九个任务以实现参数配置和运输过程中的信息采集与传输。制定了车载终端与远程监控中心的通信协议并利用 DES算法对数据进行了加密，实现了远程监控中心与车载终端可靠的双向数据通信。⑷基于硬件平台与软件部分的设计，对系统进行了调试与实验，实验结果显示，系统各模块均工作正常，能够对危险品道路运输全过程进行稳定可靠的监控。

目录

1 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究目标及主要内容

1.4本章小结

2 系统原理与关键技术

2.1系统原理

2.2系统关键技术

2.3系统集成方案

2.4本章小结

3 车载终端硬件电路设计

3.1车载终端驾驶室端硬件设计

3.2危险品状态信息采集端硬件设计

3.3本章小结

4 系统软件设计与实现

4.1远程监控中心软件简介

4.2车载终端软件整体设计

4.3车载终端参数配置模式软件设计

4.4车载终端运输模式软件设计

4.5本章小结

5 系统调试与实验

5.1 DES加密/解密耗时仿真测试

5.2车载终端PCB实物

5.3车载终端各模块功能调试

5.4整机测试实验

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目及获得奖项