基于虛擬串口的GPS／GSM遠(yuǎn)程定位技術(shù)

1．3 主控單元
主控單元采用AT89S52單片機作為控制器，單片機通過串口與GPS模塊以及GSM模塊進行通信。在此需要兩個串口，而AT89S52單片機本身只有一個串口，常規(guī)的解決方法是采用具有雙串口的單片機或者ARM等控制器，或者通過硬件來擴展串口。前者會使系統(tǒng)的硬件成本大大提高，而后者不僅會增加系統(tǒng)的成本，還會增大系統(tǒng)硬件的體積。本文采取的解決辦法是，AT89S52單片機本身的串口用于跟GPS模塊進行通信，而利用I／O口P1．4和P3.2編程實現(xiàn)一個虛擬串口與TC35i模塊進行通信。由于單片機內(nèi)部定時／計數(shù)器只能實現(xiàn)較小時間的定時，所以巧妙利用了單片機的T2定時／計數(shù)器(P1．0)對Jupiter 21OEM板的1PPS秒脈沖輸出進行計數(shù)方便地實現(xiàn)5 min定時，用于收發(fā)短信所需的定時。該部分還擴展了報警電路和控制開關(guān)通斷等功能電路，這是由監(jiān)控中心通過撥打遠(yuǎn)程目標(biāo)端的電話來控制的。同時，還保留了單片機的剩余I／O口用于系統(tǒng)的進一步擴充。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2．1 單片機部分軟件設(shè)計
單片機部分的程序流程圖如圖2所示。該部分程序采用C語言編程實現(xiàn)，主要包括定位信息的提取、虛擬串口通信以及短消息的發(fā)送三個部分。

2．1．1 定位信息的提取
單片機采用4 800 b／s波特率與GPS模塊進行異步串行通訊，從GPS模塊輸出的是NMEA-0183語句格式的數(shù)據(jù)。該語句格式的數(shù)據(jù)以“$”開頭，包括$GPRMC，$GPGGA，$GPGSV，$GPVTG，$G-PGSA，$GPGLL等語句。系統(tǒng)設(shè)計中只從中提取出$GPRMC語句，再進一步提取出里面包含的經(jīng)緯度、速度、時間等信息，已經(jīng)可以滿足系統(tǒng)的需求。該部分的軟件流程圖如圖3所示。
2．1．2 虛擬串口
單片機與GSM模塊之間通過虛擬串口進行通信，以解決AT89S52單片機固有串口不足的問題，通信波特率取為9 600 b／s。虛擬串口就是利用單片機I／O編程實現(xiàn)一個串口的功能，這樣就以較少的資源實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能，克服了傳統(tǒng)的采用具有雙串口的控制器或者利用硬件進行串口擴展的方法其成本高、體積大的缺點。程序中采用定時器工作于方式2進行一個數(shù)據(jù)位傳輸時間的定時，用于嚴(yán)格控制一個數(shù)據(jù)位的傳輸時間。單片機采用11．059 2 MHz晶振，這樣定時器的初值為256-(1 000 000／9 600)／(12／11．059 2)=160，即十六進制的0xA0。實驗結(jié)果證明，采用該方法進行串口通訊，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、可靠。采用虛擬串口發(fā)送、接收一個字符的程序流程圖分別如圖4，圖5所示。

2．1．3 發(fā)送短消息
主要是由單片機根據(jù)發(fā)送短消息的特定步驟，采用AT命令控制GSM模塊發(fā)送短消息，是系統(tǒng)設(shè)計中最重要的內(nèi)容之一。該部分程序設(shè)計中，由于會涉及到單片機與GSM模塊的多次交互過程，而GSM模塊響應(yīng)較單片機來的慢，特別是涉及到FLASH或SIM卡的操作及網(wǎng)絡(luò)的交互時，必須要考慮到GSM模塊的響應(yīng)時間問題。系統(tǒng)中采用TEXT模式發(fā)送短消息，步驟如下：

1．設(shè)置短信中心號碼：AT+CSCA=+8613500591500CR>／／代表福州移動，CR>代表回車，下同
2．設(shè)置短信發(fā)送模式：AT+CMGF=1CR>／／設(shè)置短信發(fā)送模式為TEXT模式
3．設(shè)置TEXT模式參數(shù)：AT+CSMP=17，167，0，0CR>／／最后一個參數(shù)是數(shù)據(jù)編碼類型，0表示默認(rèn)字符集(GSM)；(167代表有效期24 h)
4．設(shè)置使用的字符集：AT+CSCS=GSMCR>／／設(shè)置為GSM字符集
5．輸入目標(biāo)號碼：AT+CMGS=13599071***CR>／／1359907l***為目標(biāo)號碼
6．輸入短信內(nèi)容再輸人Ctrl+Z>，即ASCII碼0x1A。