基于LPC2131的电动车远程监控系统的设计毕业设计.docx

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基于LPC2131的电动车远程监控系统的设计毕业设计

毕业设计

基于LPC2131的电动车远程监控系统的设计

摘要

当今世界，人们在飞速创造财富和发展文明的同时，也带来了许多负面的效应，环保和能源就是其中重要的两个方面。

而传统汽车的大量使用，是造成环境污染和不可再生能源巨大消耗的重要因素。

电动车以其排放少、噪声低等优点正受到广泛的关注，世界各国都把电动车作为汽车工业的发展方向。

因此，对电动车行驶中各项参数的监测是关系到电动车实用化、商品化的关键技术之一，对环境保护和节约能源等方面都具有重要意义。

本文采用PHILIPS公司基于ARM7TDMI-S核的LPC2131芯片为微处理器，设计了针对电动车的蓄电池电压、电流、温度和车速信息进行监测，并使用GPRS无线通信技术进行远端数据传送。

LPC2131是一个支持实时仿真和跟踪的微处理器，具有流水线技术和低功耗、高性能等特点。

在电动车行驶信息检测方面，选用了霍尔和热敏电阻传感器，为数据的准确采集提供了可靠措施。

同时在远程端数据传输上，本系统选择了GPRS模块MC55，其尺寸小、重量轻、传输速度快等优势保证了电动车的远程监控。

关键词电动车蓄电池LPC2131GPRS

Abstract

Today'sworld,peoplecreatewealthandrapiddevelopmentofacivilthesametime,alsobroughtmanynegativeeffects,environmentalprotectionandenergycouldbeanimportantontwolevels.Widelyusedintraditionalcarsiscausingenormousenvironmentalpollutionandconsumptionofnon-renewableenergyanimportantfactor.Itsemissionsthanelectricvehicles,andlownoisearewidespreadattention,andeverycountryintheworld'selectriccardevelopmentastheautomotiveindustry.Therefore,theparametersofamovingelectricvehiclemonitoringisrelatedtotheelectricvehiclepractical,commercialoneofthekeytechnologiesforenvironmentalprotectionandenergyconservationareallsoimportant.

Inthispaper,basedontheARM7TDMI-SPHILIPScompanyLPC2131chipforthemicroprocessorcore,designedforelectricvehiclebatteryvoltage,current,temperatureandspeedmonitoringinformationandusesGPRSwirelesscommunicationtechnologyforremotedatatransmission.LPC2131isareal-timesimulationandtrackingofthemicroprocessor,withtheassemblylinetechnologyandlowpower,highperformanceandsoon.Trafficinformationdetectioninelectricvehicles,theuseoftheHallandthermistorsensorsforaccuratedatacollectiontoprovideareliablemeasure.Atthesametimedatatransmissionontheremoteside,thesystemselectedtheGPRSmoduleMC55,itssmallsize,lightweight,fasttransmissionofelectriccarsandotheradvantagestoensureremotemonitoring.

KeywordselectriccarbatteriesLPC2131GPRS

Contents

第一章绪论

1.1研究的背景及意义

在中国改革开放经济脚步加快的情况下，当今的科学技术和经济飞速发展，交通系统的空前发展也是必然的。

交通是和每个人都息息相关的事情，这几年公路运输已经成为超越铁路的最重要的地面运输方式，在国民经济和社会发展中起着举足轻重的作用。

随着汽车的普及,使汽车在整个社会进步和经济发展中扮演着非常重要的角色，汽车工业的迅速发展推动了机械、能源、橡胶、钢铁等支柱产业的发展。

然而，随着汽车总有量的增加，交通需求的急剧增长，进入80年代交通运输所带来的交通拥堵、交通事故、环境污染和能源消耗等负面效应也日益突出，汽车尾气的排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、硫化物等污染物已经成为大气污染的主要原因，同时，世界石油资源的日趋紧张，石油价格始终居高不下；另一方面，人们对出行的要求也越来越高，不但追求出行的效率，而且追求出行的质量。

这些都迫使人类需要研制出无污染和节能汽车。

由于电动能源具有突出的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。

电动汽车具有无污染排放、噪声低、易于操纵、维修以及运行成本低等优点，在环保和节能上具有不可比拟的优势，它是解决人类巨大能源和环境压力的有效途径。

因此，电动汽车是2l世纪汽车的发展方向。

随着互联网技术和信息通信技术的发展，远程监控系统成为日常生活中的重要辅助设备。

远程监控技术是运用网络通讯技术实现对现场使用的设备远距离监视和控制，以了解控制系统的运行参数和运行状态。

使有关部门及时掌握现场设备的运行情况，及时做出决策，加强对设备的管理。

在经济脚步加快的情况下，电动车车工业的发展迅猛如飞，以及现代电子技术、通信技术、网络技术等多方面技术的不断融入，电动车结构变得越来越复杂，自动化程度越来越高。

同时，及时掌握电动车电池电流、电压、电量等信息对电动车的安全性有一定的保证。

因此，成功解决对电动车车运行状态进行远程监控，发展智能交通系统，准确地掌握实时信息，成为等待解决的具有重大现实意义的课题。

1.2电动车发展概况

1.2.1国外电动车发展情况

国外的电动车分为了纯电动车、混合动力电动车和燃料电动车三个方向进行发展。

（1）纯电动汽车的发展

纯电动汽车由蓄电池供电，电动机驱动汽车行驶前进。

纯电动汽车行驶时的零排放，受到环保界的高度重视，被认为是本世纪城市交通工具的首选。

十九世纪以来，世界各地就一直运行着各式各样的纯电动汽车，英国保有的纯电动汽车目前居世界首位。

上世纪九十年代开始，新一代的电动汽车不断涌出，GM公司推出EV-1和S-10，法国1995年建成了世界上第一条电动轿车专用生产线，日本各地使用着数十种约7400台的各式纯电动汽车，在美洲商业化的纯电动汽车也已达到了6000辆，在欧洲共同体的主要城市基本上都有试运行的电动公交车。

目前，纯电动汽车的技术已基本成熟，但储能器件的技术进展还不能满足纯电动汽车的运营要求。

由于目前动力蓄电池的比能量、比功率较小，带来了车辆自重大、充一次电续驶里程短的致命缺点，因此，发展纯电动汽车的大范围市场化遇到了暂时的困难，一些针对普通消费者的纯电动汽车己停止销售。

生产单位转而向公交运营、租赁服务、社区交通、专用车辆等方向发展，电动汽车小型化、个性化也是纯电动汽车的一个新的发展方向。

在英国约2万辆电动车每天清晨给家家户户送鲜牛奶。

法国电动汽车的保有量己达一万辆，除了环卫、市政、公交等部门使用外，个人交通和汽车租赁也占很大比重。

美国圣芭芭拉城试验运行的电动公交小巴、纽约市运行的电动客车不仅深受市民喜爱，还可以实现赢利，目前正在扩大规模。

业内人士认为，只有纯电动汽车才能从根本上解决汽车发展给人类带来的能源与污染问题，尽管暂时遇到困难，随着技术进步，纯电动汽车将在不远的未来成为城市内交通的主要工具。

（2）混合动力汽车的发展

混合动力电动汽车动力组成通常同时包含有热机和电机两部分。

根据动力传输方案的不同，又有并联、串联和混联之分。

由于动力组成中含有热机部分，车辆的续行里程可以通过加油得到延续[7]。

从上个世纪九十年代起，各大汽车生产商就不断推出各种方案的混合动力试验样车，从比利时的布鲁塞尔到澳大利亚的堪培拉，世界各地试验运营着各式方案的混合动力电动汽车。

直到新一代混合动力汽车Prius（丰田公司）的上市，才改变了人们原先仅把混合动力电动汽车当作纯电动汽车发展道路的中间过度车型的观念。

Prius混合动力方案，将现有内燃机、电动机通过先进控制系统相组合，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以通过发电机工况吸收内燃机功率不能完全被利用时富裕的部分功率和车辆制动的能量，返回储能器件存储。

这样一来，可以大大降低油耗，以减少污染物排放。

目前，丰田公司Prius、本田公司Insight和日产公司Tino混合动力电动汽车已批量投放市场，截至2003年7月31日为止，Prius己总计售出了123174辆，HondaInsight总计售出了14478辆，Hondacivic总计售出了32873辆，EstimaHV总计售出了20233辆，Crown总计售出了4333辆，TinoHV总计售出了100辆，美国各大汽车厂也推出了各式混合动力轿车，与日本的汽车企业开始了在混合动力车市场的竞争，美国GM推出Precept,Ford推出Escape,Prodigy,Daimler-Chrysler推出DodgeESX3，法国推出贝灵格型和XSARA等。

据不完全估计，2004年全年混合动力电动汽车全世界总销量有可能超过20万台，预计在五年后整个混合动力电动车市场规模可能将超过100万辆。

（3）燃料电池汽车的发展

燃料电池汽车的发展前景为各国普遍看好，燃料电池中的氢与氧化剂中的氧分别在电解质两边的正负极上发生反应生成水，同时产生电流。

它不经历热机过程，是直接把燃料的化学能转化为电能，能量转换效率高。

依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池及质子交换膜燃料电池等。

在1993年的加拿大温哥华科技展览会上，加拿大的Ballard公司推出了世界上第一辆以质子交换膜燃料电池为动力的电动公共汽车，可载客20人。

燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作的动力装置，给汽车动力带来一场革命。

使电动汽车脱离了传统的以充电方式补充能源的模式，而采用加注“燃料”的方式补充能源，使电动汽车使用范围不受充电设施的限制。

国外各企业界对这种革命性的清洁型汽车都给予厚望，纷纷组成强大的跨国联盟，共同开发燃料电池汽车的关键技术，以希望达到优势互补的目的。

如日本丰田与美国通用公司，日本东芝公司与美国国际燃料电池公司，德国BMW公司与西门子公司，雷诺汽车公司与意大利DeNora公司，加拿大的巴拉德、美国的福特、德国的戴姆勒-克莱斯勒联盟（XCELLSIS）等等。

各大汽车公司大多推出了品种繁多