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摘 要： [摘要]設計了一套基于MSP430的垃圾運輸車規劃及監測系統。該系統由供電模塊、MSP430主處理器模塊、無線通信模塊、超聲波傳感器模塊等組成。針對目前傳統的對于垃圾運輸車的監控無法充分提高車輛的使用效率以及無法保證其安全問題，系統通過硬件設備處理車輛
[摘要]設計了一套基于MSP430的垃圾運輸車規劃及監測系統。該系統由供電模塊、MSP430主處理器模塊、無線通信模塊、超聲波傳感器模塊等組成。針對目前傳統的對于垃圾運輸車的監控無法充分提高車輛的使用效率以及無法保證其安全問題，系統通過硬件設備處理車輛的使用情況與設備情況等信息，通過數據處理，規劃出更合理的路線并實時監測監控來提高車輛的使用效率及安全性，并提高人員的工作效率。
[關鍵詞]垃圾運輸車;監測系統;電路設計;軟件設計
0引言
城市化速度的加快,城市人口數量的增長、人們消費水平的提高使日常垃圾的產生量逐漸膨脹[1],垃圾運輸車輛只能在一定程度上簡單地轉移垃圾，緩解垃圾的堆積問題[2]，但不能保證垃圾的流動效率及工作人員的工作效率。
針對城市垃圾車的管理與智能化進行的相關研究有：1)通過GPS來實現實時定位，并利用算法規劃路線，使用DPS算法較好地滿足對車流量的監測[3];2)通過電動來降低污染，將垃圾車電動化以此實現輕量化、自動化[4];3)通過無線通訊對車進行智能調度，實現遠程監控[5]。這些研究雖然在一定程度上加大了對車輛的監控力度，但并沒有解決垃圾運輸車隨意傾倒的問題，無法高效地記錄車輛工作時的信息、管理垃圾車工作。
本文設計了基于MSP430的垃圾運輸車規劃及監測系統，該系統通過不同模塊對使用垃圾車的數據資料進行收集，遠程對車輛智能監控，監測了解各車的油耗、位置、設備等，來保證垃圾運輸車正常安全地運行，避免工作中出現不合理用車的情況，并根據實際進行分析，給出相應的路線規劃[6]，以此來提高車輛工作的效率，在一定程度上解決車輛的規劃管理問題。
1系統總體設計
系統設計圖如圖1所示，MSP430處理器為該系統的核心，對垃圾運輸車進行監測及規劃。當車輛工作經過不同路口時，攝像頭進行拍攝，配合車載一體機將本車輛的設備監測、定位、監控、油耗速度監測等信息發送給處理器，處理器通過對數據的分析處理后發送給上位機管理系統，后臺車輛管理人員可查看相關信息，將路線規劃方案通過處理器發送給各車輛，并通過實時監控、油耗監測進一步了解每一輛車的工作效率來進行駕駛員的管理。
2硬件電路設計
基于MSP430的垃圾運輸車規劃及監測系統主要包括供電模塊、控制模塊、無線通信模塊和傳感器模塊等。以MSP43處理器為核心，通過對數據的收集和分析來進一步對垃圾運輸車輛進行設備、工作的監測和路線規劃。
2.1電源模塊設計
如圖2所示，供電模塊是由CN3717芯片控制的集成電路，該電路是PWM降壓模式鉛酸電池充電管理，單獨對其進行管理，輸入范圍從7.5V到28V，有過充電和浮充電電壓的分壓網絡設置。該模塊具有運行穩定性好、電池過壓保護、安全性能高、運行環境方便等特點。
2.2控制模塊
如圖3所示，MSP430是一種16位的混合信號處理器。它具有較強的處理信息能力、極快的運算速度、超低功耗、多樣化的庫存、所需運行條件方便且高效、精簡指令集等特點[7]。
MSP430單片機的p1.3管腳與ds18B20溫度傳感器進行連接，單片機的p3.7和p3.6分別與MC差分信號雙絞線進行接口。
2.3無線通信模塊
如圖4所示，本模塊采用的是ZigBeeCC2420芯片。該芯片外部元器件需求量低，且具有性能穩定和功耗極低的優點，它先將要傳輸的數據流改變，然后將其輸出調制頻率調為半個周期的正弦波，I/Q通道交替傳輸碼片流。這款芯片采用自主開發的短距離射頻傳輸系統成本較低、功耗偏小，可以長期連續供電。它還具有保密性高、建構簡單、運用便捷、抗毀性強等特點，較其他類別射頻收發芯片有明顯的優勢。ZigBeeCC2420[8]可以對各個模塊進行數據的采集、接收不同的信息,從而實現該系統的無線通信功能。
2.4傳感器模塊
如圖5所示，本模塊采用的是超聲波傳感器。使用者可以在接收口等待不小于10μs的高電平輸出，當輸出定時器開始計時，自動檢測往返，且控制口變為低電平時便可讀計時器的值，這個數值便是所用時間。超聲波傳感器[9]可探測2~450cm的距離，達到0.2cm的高精度，感應角度不大于15°。該系統具有性能穩定、方向性好、繞射現象小、適用環境多樣、測量精確等特點。
3系統軟件設計
系統軟件設計采用VisualBasic6.0軟件開發設計，主要包括車輛的跟蹤和設備監測設計、線路規劃設計、數據分析及歷史數據查詢設計和反饋、駕駛員及管理設計。
如圖6所示，系統主界面由車輛跟蹤、線路規劃、數據分析、運輸問題、駕駛員管理、意見反饋和設置7個部分組成。各自的的功能分別是實時跟蹤車輛，對車輛設備進行監測;篩選垃圾運輸車到達目的地可選擇的路線進行規劃;分析車輛每月的油耗數據;接收運輸時出現的問題進行處理;管理駕駛員對軟件使用情況進行意見反饋、設置軟件界面。右下角是退出登錄按鈕。
如圖7所示，用戶登錄成功后進入功能區，軟件的核心功能在于車輛的跟蹤監測、線路規劃和數據分析，通過車載對車輛進行跟蹤和設備的監測[10]以及對數據的分析，篩選路線。對于普通用戶僅可查看路線和問題進行反饋，對界面設置進行調整，而管理員享有對車輛進行跟蹤、數據分析、駕駛員管理的權利。
如圖8所示，下拉選擇車牌號碼對車輛進行跟蹤[11]，可以更加直觀地查看車輛所在位置、運行的方向、路徑，右側的文字可提供速度、里程、起點、終點等相關信息。
以蘇A12345為例。如圖9所示，點擊設備檢測[12]即可進入界面，界面會提供車輛的樣式、狀況以及人員規范和車容車貌的信息。點擊實時監控，系統會動態地顯示所經過攝像頭拍攝的車輛和駕駛員，可查看車身車貌及人員規范是否相符。點擊監控車輛界面，會顯示車身照片并提供車型、地點、時間、車號、車速、方向等信息，幫助管理員更好地掌握工作時的信息。
如圖10所示，系統對每月的里程油耗量進行數據分析，繪制曲線圖，管理員更加直觀地了解走向，并對相關數據進行核實的同時可以將數據進行發送[13]，幫助部門、公司更好地管理垃圾運輸車工作時的使用情況和工作效率，發送數據后會顯示發送成功。上級進行接收，對相關的車輛及駕駛員進行調度。
如圖11所示，系統對前一年不同季度的耗油量進行收集，根據數據的分析繪制曲線圖，管理員可以將今年與前一年的數據進行對比[14]，幫助部門、公司更好地了解兩年來的工作效率，來進一步對車輛的工作進行優化調整。
4結論
本文以MSP430主處理器為核心，對垃圾運輸車輛[15]的跟蹤和信息采集，并對路線進行規劃篩選，通過無線通訊將數據傳輸到客戶端和駕駛員，完成對車輛工作時的監控與檢測。該系統結構簡單，功能全面，能夠滿足垃圾車的日常管理。——論文作者：朱蘇婉，孫寧
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