基于SOC單片機(jī)的定位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　MC35i是SIEMENS公司推出的新一代無(wú)線通信GPRS模塊，MC35i模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊供電模塊(ASIC)、FLASH、ZIF連接器天線接口6部分組成。通過(guò)獨(dú)特的40引腳的ZIF連接器實(shí)現(xiàn)電源、連接指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸。通過(guò)ZIF連接器及50 Ω天線連接器可分別連接SIM卡座和天線。MC35i的40個(gè)引腳通過(guò)ZIF連接器分別與電源電路、啟動(dòng)與關(guān)機(jī)電路、數(shù)據(jù)通信電路、語(yǔ)音通信電路、SIM卡電路、狀態(tài)指示燈電路等連接。MC35i外圍接口電路如圖2所示。

　　2.3 GR-87衛(wèi)星接收模塊

　　GPS信號(hào)接收機(jī)功能：捕獲按一定衛(wèi)星高度截止角度所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)量站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間，最后經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的I/O口輸出定位數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用臺(tái)灣長(zhǎng)天科技股份有限公司(HOLUX)的GR-87衛(wèi)星接收模塊來(lái)獲得定位數(shù)據(jù)。GPS接收機(jī)的輸出語(yǔ)句均按串行通信協(xié)議，數(shù)據(jù)格式為8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)起始位，1個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，可以根據(jù)需要選擇波特率，本系統(tǒng)選擇波特率為4 800 b/s。本系統(tǒng)中接收NMEA格式消息作為原始數(shù)據(jù)輸入，它的輸出頻率為1 Hz。輸出數(shù)據(jù)采用ASCII字符碼，輸出語(yǔ)句達(dá)多十幾種，包括GGA，GSA，GSV，RMC，RMT，VTG等。這些定位數(shù)據(jù)語(yǔ)句不僅給出了位置、速度、時(shí)間等信息，而且指出當(dāng)?shù)氐男l(wèi)星接收情況，其中GGA定位數(shù)據(jù)語(yǔ)句是最常用的。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 定位終端的軟件實(shí)現(xiàn)

　　該定位終端的軟件采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，其模塊主要包括系統(tǒng)的初始化、GPS定位信息的處理、GPRS定位信息的發(fā)送。GPS定位信息的處理以串口UART1的中斷方式執(zhí)行，GPRS定位信息的發(fā)送以循環(huán)方式執(zhí)行。

　　系統(tǒng)的初始化包括系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、端口初始化、串口初始化和GPRS的啟動(dòng)。系統(tǒng)時(shí)鐘初始化采用外部晶振22.118 4 MHz，不分頻;端口初始化配置交叉開關(guān)，給URAT0，URAT1分配端口引腳;串口初始化設(shè)置串口的工作方式，通過(guò)GPS和GPRS的波特率，計(jì)算定時(shí)器的值。

　　3.2 上位機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)

　　監(jiān)控中心是將GIS軟件MapInfo嵌入到VC6中進(jìn)行開發(fā)，這使得MapInfo中的地圖窗口可以合并到VC中，從而利用VC在數(shù)據(jù)庫(kù)方面的強(qiáng)大功能，也很好地利用了Maplnfo對(duì)地理信息直觀形象地處理優(yōu)勢(shì)。通過(guò)調(diào)用MapX的接口函數(shù)，實(shí)現(xiàn)電子地圖的一些基本功能。編寫程序?qū)⒍ㄎ唤K端和監(jiān)控中心連接起來(lái)，將定位終端獲取的定位信息顯示在電子地圖上。

　　4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　本文將基于SOC技術(shù)的定位監(jiān)控用于實(shí)際定位過(guò)程中，對(duì)定位監(jiān)控進(jìn)行了測(cè)試，定位區(qū)域選擇為武漢科技大學(xué)校本部圖書館前的馬路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

　　由圖3可以看出，系統(tǒng)運(yùn)行良好，滿足定位監(jiān)控的定位要求。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　本文基于先進(jìn)的SoC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了GPS/GPRS定位監(jiān)控的設(shè)計(jì)，詳細(xì)說(shuō)明了該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，通過(guò)核心控制器C8051F021對(duì)GPS模塊和GPRS模塊進(jìn)行雙模塊控制。用VC++進(jìn)行MapX二次開發(fā)，將MapInfo中的地圖窗口合并到VC中，利用了VC在數(shù)據(jù)庫(kù)方面的強(qiáng)大功能，也很好地利用了Maplnfo對(duì)地理信息直觀形象的處理優(yōu)勢(shì)。