基于GPS/GSM短消息車載終端的設計與實現(xiàn)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
近年來，基于GPS系統(tǒng)和GSM無線通信網(wǎng)絡的移動車輛實時定位技術發(fā)展很快，并廣泛應用于公安、消防、銀行、物流管理等行業(yè)，這些特殊行業(yè)希望能對移動車輛進行實時定位和遠程監(jiān)控調度。另外，民用車輛特別是出租車行業(yè)也越來越重視車輛安全問題，車載系統(tǒng)可以實現(xiàn)對車輛的防盜防劫報警、自動控制等功能。GPS／GSM車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)可以利用GSM短信息業(yè)務(SMS)或GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)，前者具有方便、快捷、廉價等特點，在車載系統(tǒng)中得到普遍的重視。文中選取XT55 GPS／GSM集成模塊和單片機系統(tǒng)構建了車載設備，并采用SMS與監(jiān)控中心實現(xiàn)信息的雙向傳輸。
1 GPS／GSM車載設備的組成
如圖1所示，基于GPS／GSM的車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)主要由三大部分組成：車載終端部分(GPS接收機、GSM通信機、微處理器及人機交互控制單元等)、傳輸媒質(GPS衛(wèi)星星座和GSM無線通信網(wǎng)絡等)和監(jiān)控中心部分(GIS管理系統(tǒng)、GPS接收機、GSM通信機及中央處理器設備等)。車載終端利用GPS獲取用戶當前位置和時間信息，以SMS形式通過GSM網(wǎng)絡發(fā)往監(jiān)控中心，同時監(jiān)控中心通過GSM網(wǎng)絡給車輛發(fā)送控制指令。
車載終端設備的硬件構成如圖2所示，文中設計的系統(tǒng)采用SIMENS公司的低功耗無線模塊XT55，該模塊采用超緊湊設計，集成有三頻GSM／GPRS通信模塊和GPS-OEM模塊。GPS-OEM板接收來自GPS天線單元的衛(wèi)星信號，通過處理得到用戶的位置和時間等信息，通過串口0送入微處理器進行處理，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)串口1送入GSM模塊，再由GSM天線發(fā)射經(jīng)GSM無線通信網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控中心。此外系統(tǒng)中還包括GPS天線及低噪聲放大器(LAN)、GSM天線、SIM卡插槽、話柄、LCD顯示器、按鍵等單元。
2系統(tǒng)信號流程設計
2.1 GPS信號流程設計
GPS-OEM板采用NMEA0183格式，輸出ASCII數(shù)據(jù)信息。NMEA0183語句有多種數(shù)據(jù)句型，每條語句包含多種信息。我們關心的是用戶的位置、速度和時間等信息，這可以對讀取的數(shù)據(jù)進行格式識別，進而提取得到。以GPRMC為例，其格式如下：
其中：GP為信息來源，RMC為句型識別符，其后依次為UTC時間、狀態(tài)(A=定位，V=導航)、緯度、緯度方向(N或S)、經(jīng)度、經(jīng)度方向(E或W)、速率、方位(二維方向指向)、UTC日期、磁差、磁航向等。
系統(tǒng)工作時，可以將接收到的GPS定位信息保存在一個結構體中，按監(jiān)控中心發(fā)出的命令以一定的時間間隔將定位信息通過GSM送回監(jiān)控中心。GPS定位信息的中斷接收程序流程圖如圖3所示。
2.2 GSM信號流程設計
GSM信號處理包括信息發(fā)送和信息接收兩種。其中接收的GSM信號即控制信號，由用戶或監(jiān)控中心向車載系統(tǒng)發(fā)送，以取得運載體導航參數(shù)或實現(xiàn)系統(tǒng)擴展功能。圖4所示是接收信號流程。發(fā)送的GSM信號包含有導航參數(shù)，反映運載體的狀態(tài)，另外還包含有一些有實際意義的文字，如報警信息等。圖5所示是發(fā)送信號流程。
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