基于ARM的GPS地面貌标跟踪及报警体系的计划

       随着当代化科技的生长，人们对移动目标监控的请求越来越高。比方，地面貌标跟踪及报警体系可帮忙家长实现对孩子的监控，孩子若遭遇走失或挟制变乱，监控中间通过阐发手持终端发送的GPS数据确定孩子地点位置，以采取相干寂静步伐。

      1 小序

      别的，地面貌标跟踪及报警体系在都市出租车调理、物流运输监控等范畴都有着遍及的应用远景。

      地面貌标跟踪及报警体系是陪伴着GPS技能和GSM网络的成熟而生长起来的。20世纪90 年代初，GPS技能渐渐鼓起，基于GPS的移动跟踪、监控体系开始走向市场。比年来，GSM网络生长敏捷，其数据传输本领明显加强，并且，GPS技能越发成熟。2000年5月1日，美国当局宣布取消GPS平凡定位的选择滋扰(SA)政策，如许，一样平常GPS吸取机定位精度可以到达25 m。综合上述，采取GPS和GSM网络，以低功耗ARM微控制器展开计划的地面貌标跟踪及报警体系势必得到迅猛生长，市场潜力巨大。

      2 GPS和GSM简介

      环球定位体系(Global Positioning System，GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空举行全方位及时三维导航与定位本领的新一代卫星导航与定位体系。其基源头根本理是把高速活动的卫星刹时位置作为已知的起算数据，采取空间间隔后方的要领，确定待测点的位置。 GSM体系是如今基于时分多址技能的移动通讯体制中比较成熟、应用最遍及的一种体系，重要提供话音、短消息、数据等多种业务，本体系便是利用其短消息办事传输数据。

      GPS以全天候、高精度、主动化、高效益等明显特点，遍及地应用于大地丈量、地质勘察和车辆导航等方面，比年来随着GPS模块本钱的不绝降落和地面通讯体系的不绝生长，GSM和GPS技能相连合的体系正风起云涌地向前世长。

      3 体系的构成布局

      地面貌标跟踪及报警体系由手持终端和监控中间两大部分构成，如图1所示。此中手持终端以ARM微控制器为内核，通过UART0和UART1分别连接GPS模块和GSM模块(发送)；监控中间由PC机和GSM模块(吸取)构成，PC机中安置的电子舆图软件用于分析GSM模块传来的定位信息，并正确表现出被跟踪目标的详细地理位置。

      4 体系的硬件计划

      4.1 手持终端部分

      手持终端由ARM微控制器、GPS模块、GSM模块、按键、LCD构成。其布局如图2所示。

      手持终端以LPC2210为主控制器，LPC2210是基于及时仿真和跟踪的16／32位ARM7TDMI-SCPU的微控制器，并带有256 KB的嵌入高速Flash存储器；128位宽度的存储器接口和独特的加快布局，使32位代码可以或许在最大时钟速率下运行[1]。由于内置了宽范畴的串行通讯接口，从而给硬件计划和软件移植都带来了很大的方便。GPS模块采取日本光电公司的GSU-36，体积小，功耗低，抗电磁滋扰，可以同时跟踪12颗卫星。GSM模块采取BENQ公司的M22。

      LPC2210通过串行口UART0发送GPS采样周期的设置、GPS数据范例选择和通讯波特率等控制下令和吸取GPS定位信息。通过串行口UART1发送AT指令实现控制GSM的事变和发送SMS。LCD表现当前的经纬度和时间等信息，按键用来控制是否发送信号。

      4.2 监控中间部分

      监控中间由GSM模块与PC机构成。采取OziExplorer作为监控中间的电子舆图软件，在PC机上安置完OZI，设置好相干的端口参数，即可实现将GSM模块发送来的定位信息及时表如今电子舆图上。

      5 体系的软件计划

      手持终真个相干步伐用C语言编写，步伐流程如图3所示。软件计划重要包括体系初始化、GPS数据处理惩罚、GSM数据处理惩罚3大部分。

      5.1 体系初始化

      体系初始化重要是对串行口的初始化，包括传输帧格局、波特率的设置。根据GPS模块、GSM模块的硬件特性，设置UART0波特率为4 800 b／s、UART1波特率为9 600 b／s，均无奇偶校验位，1位5.2 GPS数据处理惩罚 GPS模块吸取GPS卫星定位信号，果断其为GPRMC格局，经分析留下经纬度、UTC时间等重要信息以待下一步处理惩罚，不然连续吸取GPS卫星定位信号。

      GPS模块输出的GPS定位信息屈从NAME-0183通讯标准。NAME-0183通讯标准的输出数据采取的是ASCII码，其内容包括了纬度、经度、高度、速率、日期、时间、航向以及卫星状态等信息。语句有6种，包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和VGT。本体系用到的是RMC记录语句，它包括了定位体系必要的全部信息。格局举例：

       5.3 GSM数据处理惩罚

      确认有按键按下时(启动键盘防抖动步伐)，提取存储的数据，转换成相应的Unicode码，即切合PDU格局。然后将终极有效的定位信息发送至监控中间。

      GSM的短信业务SMS利用信令信道传输，它不消拨号创建连接，把要发送的信息加上目标地点和其他控制信息发到短信办事中间，经短信办事中间完成存储再转发送给目标机，这种特性得当数据长途发送。每条短信息容量为140字符。GSM终端通过串行口控制SMS有三种接入协议，分别是BlockMode、基于AT下令的Text Mode和基于AT下令的PDU Mode。此中PDU Mode应用最为遍及。

      本体系采取的是PDU Mode，采取AT下令完成短信息的读取和发送。差别厂家生产的GSM模块AT下令集会稍有差别，本体系采取的是BENQ公司的M22模块，详细可以参考BENQ公司提供的数据手册和《AT下令用户手册》等数据。比如发送一条消息可以采取AT+CMGS下令，格局如下：

      AT+CMGS=<短信长度>+<回车>+<目标手机号码>+<回车>+<短信内容>+

      体系上电后，ARM微控制器开始实行主步伐。在主步伐中，起首举行体系初始化，初始化的内容包括GPS模块和GSM模块的根本参数设置，然掉队入主步伐的数据处理惩罚部分。

      6 体系的实现

      6.1 实现步调与结果

      启动调试软件ADS，通过实行板上的JATG接口将编好的源代码编译、烧写进ARM微控制器。将监控中间GSM模块上的SIM卡插放得手机中，让手机充当"临时监控中间"。将手持终端脱机上电运行，4、5秒后按下实行板上的停止触发按钮，略等半晌，手机便收到一条来自手持终真个信息，经纬度为3907.9579N，11713.8762E，而实际正确经纬度为3907.8933N，11713.8668E,略存在偏差。

      取动手机的SIM卡，放至监控中间的GSM模块上。打开PC机上的电子舆图软件OZI，设置COM1口的各参数：波特率4 800 b／s、克制位1、无奇偶校验，以使其与GSM模块立室。再一次上电运行，点击OZI上的"导航"按钮。制表位恰好停顿在了天津市河东区天津产业大学上，放大舆图，制表位落在了实行楼地点位置，舆图窗口下方也及时表现出了制表位的经纬度数值和当前时间(如图4所示)。

      6.2 偏差阐发

      体系调试开端通过，还得测试其稳固性、阐发偏差地点。从实行结果得出，定位精度的偏差根本上控制在25 m以内，偏差缘故起因重要来自两方面：起首是GPS模块硬件本身的性能偏差。GSU-36请求事变电压为直流3.1 V～3.6 V(纹波≤50 mV)。且模块利用有源天线，若天线受相近电磁场滋扰或GPS卫星所处位置不很抱负时，定位精度会有差别程度的低落。另一方面，电子舆图的辨别率也大大决定了制表位的正确性。OZI是一个支持自主测绘、编辑电子舆图的软件。为到达抱负的定位精度，可自行测绘一份更风雅的电子舆图。

      7 结束语

      基于ARM微控制器的嵌入式体系可以或许完成所需的种种协议，可以或许餍足体系的软硬件需求。地面貌标跟踪及报警体系整合了GPS、GSM技能，利用GSM的SMS成果实现手持终端和监控中间之间的数据发送，以实行对目标的及时定位跟踪。在开辟测试中，可明显以为到与自建无线数据网相比，其可操纵性及及时性有明显进步，并且本钱较低，布局大略，可靠性较高。