單片機系統的程序設計

　　軟件結構

　　系統軟件完成的主要操作包括：模塊及MCU的初始化、與上位機通信、數據處理及顯示，其工作流程如圖4所示。當系統上電初始化后，根據現場對運載工具的不同監控要求，利用鍵盤或等待遠程命令選擇功能模塊。針對不同工作模式，通過對多路串行通道的設置，讀取所需的狀態信息。對采集所得的數據預處理后保存在外部RAM，通過LCD顯示出來（包括目前運載工具內貨物數量、總類、各自編碼或運載工具位置信息等），并由用戶按鍵確認后返回。即可了解貨物運載及裝卸情況，并發送到遠程終端。

　　圖4 工作流程

　　GPS數據的采集

　　單片機與各模塊間的通信都采用57600 bps的傳輸速率。幀格式為：無奇偶校驗，一個起始位，8個數據位，1個停止位。

　　在TRIZIUM-GPS模塊的聯合工作模

　　發送：AT#GPIO=1,1,1 //在internal模式下，啟動GPS功能；返回： OK

　　發送：AT$GPSDATA=1 //設置GPS模塊的通信管腳；返回：OK

　　發送：AT$GPSDATAS= 9600 //設置GPS模塊與GPRS模塊的通信比特率；返回：OK

　　發送：AT$GPSSAV //保存設置；下次啟動時，免去初始化操作；返回：OK

　　發送：AT$GPSACP //獲取位置信息；返回：$GPSACP:084148,3111.80791N,12129.2586 8E,99.0,218.73,2,0.0,0.0,0.0,120207,07

　　其中，80791N,12129.25868E 分別顯示的是北緯和東經的度數。084148是當前格林威治時間。

　　RFID數據的采集

　　RFID模塊的信息采集的軟件實現方法和GPS類似，即發送命令，返回相應信息。其數據包幀格式為：

　　起始位

　　節點地址

　　長度/狀態

　　命令

　　Data 0

　　…

　　Data N

　　CRC MSB

　　CRC LSB

　　在實際應用中，可根據實際需要，通過鍵盤設置信息采集頻率，特別是在貨位的裝卸過程中，也可通過按鍵產生中斷，即時采集信息，滿足系統對貨物監控要求。

　　GPRS無線傳輸

　　在無線傳輸部分，GPRS網絡基于IP技術，因此基于GPRS的無線傳輸系統需要利用TCP/IP協議完成GPRS業務數據的裝幀和拆幀，以及保證數據在網絡中的安全可靠傳輸。MCU與無線通信模塊的通信遵循PPP協議，需要將IP數據報按照PPP的幀格式封裝成PPP幀，然后通過串口傳給GPRS模塊。

　　系統要和外部網絡建立連接，首先要附著于GPRS網，然后發起PDP（Packet Data Protocol分組數據協議）上下文激活過程。通過此過程，系統才能與GGSN（網關GPRS支持點）建立一條邏輯通路，跟外部網絡建立連接，使數據以IP報的形式進行傳送。在發送AT命令時，采用模塊化操作，用一個子程序完成，程序利用程序空間換數據空間技術，以節約內存空間。

　　發送AT命令子程序，以ODH表示發送結束符。其主要代碼如下：

　　SEND_AT:CLR ES

　　MOV R3,#00H

　　LOOP1: MOV A,R6

　　MOVC A,@A+DPTR //DPTR 存放的是一條AT命令的ASCII碼;

　　//用于初始化模塊，及撥號連接到GPRS網絡；

　　CJNE A,#0ODH,LOOP2

　　LOOP2: MOV SBUF,A

　　JNB TI,$

　　CLR TI

　　INC R3

　　AJMP LOOP1

　　SEND: MOV SBUF,A

　　JNB TI,$

　　CLR TI

　　SETB ES

　　RET

　　GPRS模塊連接到遠程監控中心后，通過GPRS通信鏈路完成信息的交互，監控中心服務器實現與車載終端的通信及數據分析、存儲和管理。

　　結語

　　本文以普遍使用的51單片機作為MCU，應用串口復用的方法設計出了一套物流運輸貨物管理系統。采用人機對話方式操作,無論在遠程終端或運載工具上，都能實時地了解當前運載情況。這對于目前物流貨物管理，特別是危險品的運輸管理起到良好的改善作用。