基于GPS和GPRS的小型追蹤器

3 硬件選型

該系統(tǒng)在選型時(shí)，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，主要的選擇目標(biāo)是體積重量小、能耗低的產(chǎn)品以滿足室外使用和便于老人小孩攜帶的要求。

3.1 MCU

MCU選用超低功耗型MSP430系列16位單片機(jī)MSP430F149，片內(nèi)有豐富的外設(shè)，可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問(wèn)的串行通信接口(USART0～1)以及液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊，最多可達(dá)6×8條I／O線，工作電壓為1.8～3.6 V。5種低功耗模式的體系結(jié)構(gòu)，使得該微控制器在便攜式測(cè)量等應(yīng)用場(chǎng)合非常理想地延長(zhǎng)了電池的使用壽命，省電模式下中斷喚醒只需6 μs。

3.2 XT55 GPS+GPRS模塊

XT55是Siemens推出的第一款也是目前的惟一一款集合了三頻GSM／GPRS和GPS接收器的模塊。預(yù)先配置的功能和超級(jí)緊湊的尺寸(體積53×34×5.1 mm3重11 g)使其十分易于集成在新的小巧型的應(yīng)用設(shè)備中，節(jié)省了大量的時(shí)間和費(fèi)用來(lái)做額外的硬件集成?？捎糜趥鬏敹绦拧⒄Z(yǔ)音、傳真，用于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)最大理論傳輸速率可達(dá)85.6 kb／s，缺省值為14.kb／s，工作電壓為3.3～4.8 V，XT55內(nèi)置GPS接收器，能決定其當(dāng)前的位置、速度、航向。這些數(shù)據(jù)可以由MCU保存，也可以直接發(fā)送到一個(gè)操作中心。

4 系統(tǒng)構(gòu)成

4.1 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)上主要是MCU與XT55所集成的兩個(gè)模塊之間的串口連接。其中GPRS模塊與微控制器之間的通信協(xié)議是AT命令集，除處理串口發(fā)送、串口接收之外，微控制器與GPRS模塊之間還有一些硬件握手信號(hào)。

硬件連接完成后，在進(jìn)行GPRS上網(wǎng)操作之前，首先要對(duì)GPRS模塊進(jìn)行一定的設(shè)置，主要的設(shè)置工作有：設(shè)置通信波特率，一般設(shè)置為19 200 b／s，無(wú)奇偶位，一位停止位；設(shè)置接入網(wǎng)關(guān)，通過(guò)AT+CGD CONT=1，“IP”，“CMNET”命令設(shè)置GPRS接入網(wǎng)關(guān)為移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)；設(shè)置移動(dòng)終端的類別；測(cè)試GPRS服務(wù)是否開通。

4.2 軟件設(shè)計(jì)

程序中所有代碼都是由C語(yǔ)言編寫的，并采用分層結(jié)構(gòu)，從底往上分別為串口驅(qū)動(dòng)層，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、PPP協(xié)議層、uIP協(xié)議層、應(yīng)用層。上層函數(shù)的實(shí)現(xiàn)需要應(yīng)用到底層函數(shù)，最終完成應(yīng)用層任務(wù)，即傳送數(shù)據(jù)。

PPP(Point-to-Point Protocol)是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡(jiǎn)單鏈路而設(shè)計(jì)的，這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳送數(shù)據(jù)包，為基于各種主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器的簡(jiǎn)單連接提供一種共通的解決方案。

PPP數(shù)據(jù)幀格式如下：

標(biāo)志Flag：表示一個(gè)幀的開始和結(jié)束；

地址Address：標(biāo)準(zhǔn)的廣播地址；

控制Control：用戶數(shù)據(jù)采用無(wú)序幀方式傳輸；

協(xié)議Protocol：標(biāo)志封裝在幀的數(shù)據(jù)域中的協(xié)議類型，通過(guò)確定幀序列的結(jié)尾，為FCS域留出兩個(gè)字節(jié)，便可確定數(shù)據(jù)域的結(jié)尾：0xC023為網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證數(shù)據(jù)報(bào)；0xC021為鏈路控制數(shù)據(jù)；0x8021為網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)；

幀檢測(cè)序列FCS：差錯(cuò)控制。