基于GPRS的GPS车载智能终端设计

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基于GPRS的GPS车载智能终端设计庄严，王忠，田远富;(四川大学电弋信息学院■四川成都610065)•・「播要：分析采用CPRS网络传送导紀定位信息所具有的优勞的基砂上■介绍如何利用单片机控f]GPRS模块实现车泯CPS定位导統信念的枚发，提出基于GPRS的GPS*戟笛能终端的硬件电珞实现和软件总体设计.••、：.：],.・关键GPRS;GPS；片机；导杭；定位中图分类号：TN967.1文献标识码：A文章编号：1007-855X(2005)5A-0357-02Designofon-CarGPSIntelligentTransceiverBasedonGPRSZHUANGYan,WANGZhong,TIANYuan-fu(FacultyofElectricInformationvSichuanUniversity,Chen昶u610065,China)Abstract:Thisarticleanalyzestheadvantagesoftransferringvehicle-positioningdatathroughGPRSnetworktandintroduces(hemethodtoreceiveandsendvehicle-positioningdatawithGPSintelligenttransceiver,whichisinstalledonacarandwhichisequippedwithaGPRSchipcontrolledbytheMicrocontrollerUnit(MCU)・WealsoputforwardanoveralldesignofthesoftwareprogramandtheimplementationofhardwarecircuitonaGPSin・tclligcnttransceiverterminalthrou^iGPRSnetworkinstalledonacar.Keywords：GPRS;GPS;MCU;navigation;vehicle-positioningo弓I官.：；.；•利用全球卫星定位系统(ClobalPositioningSystem,GPS)对车捅进行实时监管、导航定位、调度控制目前在我国正得到越来越多的应用•借助这一现代科学技术手段可以加强管理、提离工作效率、堵塞业务运作过程中的漏洞■能取得更好的社会及经济效益.如何把定位信息发送给车辆监控中心一宜是比较难解决的问题之一•以往所采用的无线电台、集群通信系统和GSM短消息服务等传输方式均有-定的使用局限•例如采用车载电台，利用音频调制解调器(Modem)将数字信号调制到咅频带宽再进行数据传送就受到电台通信距离的限制,并且容易受到外界无线电信号的干扰，影响了数据发送成功率.集群移动適信系统绘专用的调度通信系统，因此具有覆盖区域小、安装维护费用高、技术复杂等缺点•近两年GSM网普及使得GSM短消息服务方式已经成为最受欢迎的方式•但实际上当前的GSM短信息眼务是还不能满足GPS系统的数据传输要求•也存在许多不足:延时不确定导致定位跟踪目标的丢失;通倍费用较高;公用网折挥调度功能差等.由于以上问题的存在•应用以上各种方式传输GPS数据时•效果总不是很理想，但是披称为2.5G的通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService,GPRS)则较为圆满地解决了这一问題•它的优势突出地表现在以下儿个方面:资嫁共享，頻率利用率高;数据传諭逮率高;接人时间短;用户一旦接入就处于永远在线状态;实行动态链路适配•编码方式灵活多样;支持TCP/IP协议，可与现有数摒网络互联互通■数据可算而11稳定;提供4种QoS类别的服务供用户选择配食;采用数据流*计费,费用较低采用GPRS业务•只要通过无线MODEM方式拨号上网•就可以通过Imemet进行通值了・GPRS主耍应用在值息业务、网络收稿日期：2005-05-01・碁金項目胡川教育厅自然科学基金重点项目(项目编号:2002A049)第一作者简介：庄产(1981.6-人女•在读硬士研究生.主要研究方向：移动通(H.GPS理论及技术等. E-mail：w_linlia518^163.coai;zy・paocai@163.corn 浏览、交通工具定位、静杰图象传約、文件传送等方面•而GPS定位信息只是其中的一个应用.1硬件设计方案所设计的GPS智能终端的任务是:解译岀GPS卫星所发送的导航电文，确定自身的经纬度位置、速度、时间等这些车辆状态和定位信息■显示它们并将之传送给MCU处理后通过GPRS模块发射至监控中心站;作为控制倍息的接收端■负责接收并显示监控中心的调度指挥信息，以实现定位导航及定时的功能.因为GPRS网络支持TCP/IP协议，在智能终端中也需要实现TCP/IP协议•有3种方法可供选择•用内嵌TCP/IP协议GPRS模块，目前已经岀现的产品有SIMCOMfTMlOO,索尼爱立信的GR47/48,图1硬件组成框图Motorola的G20等；②用MCU控制没有嵌入TCP/IP协议的GPRS模块（如西门子的MC35）.控制程序中自己开发TCP/IP协议•但不必实现全部的支持TCP/IP协议,可根据应用进行适当的剪裁;③在MCU与GPRS模块之间选用TCP/I?协议转换芯片进行数据的转换•可用芯片E5112•考虑到开发周期的缩短和开发成本•选用第一种方法•其硬件组成框图如图1所示.接收机内部主要由5部分构成：CPSOEM板、单片机系统、GPRS模块、电源部分、外围LCD显示部分.MCU：选用应用最广泛的IntelMCS-51系列中的8031•它是用HMOSI艺制造的，属于低功耗产品.使用单一+5V供电，片我128BRAM.无片内ROM■片外ROM可达到64K空间寻址•因为8031只有一个UART口•通过电平转换芯片MAX232与ITM100提供的标准RS232串口相连,可进行全双工的数据通信.8031通过8251芯片扩展一个串口与GPS接收板通信.GPS模块:选用GARMIN公司的GARMIN-25•其极高的性能价格比使其成为许多OEM用户的首选.拥有12并行通道•可同时跟琮12颗卫星，驟间锁定可视卫星•更捕速度快，全屏蔽封装使其具备优秀抗电陋干扰特点•有两个RS-232电行口•传输标准的NEMAV2.0数据，数据格式ASCII/二进制可设置.GPRS模^：rrM100是SIMCOM推出的GSM/GPRS三狠模块•主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接n.ITMlOO集成了完整的射我电路和GSM的基带处理器•适合于开发一些GSM/GPRS的无线应用产品・60针外部系统连接器主宴提供外部电源、RS-232串口.SIM接口和音频接口•支持GSM07.07和图2整个软件涼程CSM07.05增强型AT命令集•它内嵌了TCP/IP协议栈,并简化了接口设计•屏藪了GPRS模块的复杂接口方式和接口协议栈,取而代之的是通用的232接口和简单的AT命令交互界面，因此开发非常方便.电源部分为整个接收机提供合适的电源・SIM卡需要支持CPRS数据业务•如全球通等•可向电信部门申请.2软件设计为了提高CPU利用率，采用中断方式接收数据・与ITM100通信的申口作为外部中断请求源1■8251的RXRDY和TXRDY逻辑组合后•作为单片机的外部中断请求源2•单片机上电复位后•在利用ITM100的GPRS业务接收发送数据之（下转第365Jf） CDK/bdmlool“目录下运行./prcfla^h（./powerpc-linux-gdb-xMPCBDM/mpc.init）,运行./flash（doinil）・j*0xf00i0011）通过TFTP服务器卜载并烧写PPCbooc和Unux上in;此时到mirucom下运行tftp0ppcboot・bin和tftp0linux.bin;命令：tftp0ppcboot.bin（烧写启动程序）;或tftp0Linux.bin（烧写嵌入式Linux内核及应用）.12）烧写完毕后，重起目标板准tobacco目录下运行可执行文件tobaccocdtobacco./tobacco3结束语嵌入式Linux开发正迅速地发展着.Linux开放的代码里面提供了无数常见的接口芯片的驱动代码或模板（如串口serial.cJramebuffer驱动等）•这些对于开发人员来说无疑是有很大吸引力的•作为初学者,只是在磁入式Linux方面作了一些应用研究工作，对更深入的嵌入式Linux研究还有待进一步深入.参考文献：[1]李善平，刘文牟王煥龙寿.Linux与厳入式系茨〔⑷•北京曲华大学出版社,2002・（上接第358页）前，首先对各模块进行初始化，包括MAX232,GPRS模块.GPS模块、显示模块以及特殊功能寄存器的初始化•各个串口需要保持波待率一致・GPS的初始化主要是设置接收数据的模式・对MAX232进行初始化,完成与ITM100协商处理，如波特率、是否有奇偶校验等•接若•通过正确的AT指令和GPRS命令集对ITN100摸块进行初始化•激活CPRS网的PDP连接■检査诸如SIM卡情况、GPRS网络覆盖悄况、倍号1#况等•至此•智能接收机和外部数据网之间的数据通路就建立起来了，GPS智能接收机就可以和监控中心以IP数据报的形式进行通傳了•接下来■初始化串口、接收发送指针•开中断，单片机处于等待中断状态，进行中断扫描,监控是否有数据到来•中断1或2发生时就转入相应的中断处理程序如图2所示.3结语依据GPRS网络、GPS技术和通用的单片机技术设计了智能GPS接收机，基本实现了车辆导航定位功能•方案建立成本低，应用范国广•充分了利用了GPRS的优点，提高了数据传输速度,降低了谋码率，为交通系统智能化提供了一个理想的解决方案.参考文献：[1]谢宜仁•谢炜■谢东辰.单片机实用技术冋答•北京:人民邮电岀版社,2003・⑵徐安，陈耀•李玲玲•单片机原理与应用[M]•北京:希望电子岀版出2003・⑶李华.现代侈动通信新技术一PRSMft[M：.r州:华稲工学就出版社,2001.⑷黄承安，张跃丰较曾能终墳的设计与实«□].电沪技术应ffl.2003.<7）：27-29・⑸鲍敏•车载CPStttt机与Pt机的申口通讯及数据戡取⑴•电前与佰0技2003,（3）:44^46.[6：網科,蔡方凯，胡蓉墓于CPRSft«传•習能缺瑞的实现【J]•电讯技术,2003.（5）:117^119.