基于GPS／GSM技術(shù)的防丟失個(gè)人定位系統的設計

摘要：采用GPS／GSM技術(shù)開(kāi)發(fā)防丟失個(gè)人定位系統。該系統用于搜索和保護丟失的小孩或智障老人。系統利用GPS定位技術(shù)獲得被保護人員的位置，判斷其是否脫離安全區域，并可通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )，將其位置信息發(fā)送給用戶(hù)。用戶(hù)可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )對系統的工作狀態(tài)進(jìn)行設置。系統內部的控制是通過(guò)單片機完成的，其接收GPS數據和來(lái)自用戶(hù)的命令，在分析后給出相應的處理。系統的定位精度在10米以?xún)?，能夠及時(shí)將被保護人員的位置通知用戶(hù)。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C：全球移動(dòng)通信系統；全球定位系統；TC35i

0 引言
隨著(zhù)人們生活水平的提高，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和全球衛星定位(GPS)技術(shù)逐步開(kāi)始應用到日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。不論是對汽車(chē)的防盜監控還是搜索和保護丟失的小孩或智障老人，無(wú)線(xiàn)通信(GSM)和DGPS技術(shù)都發(fā)揮著(zhù)重要的作用?；贕SM網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)通信方式覆蓋范圍大、數據保密性好、使用方便、成本低。結合GPS系統，GSM系統可以將車(chē)輛及人員的位置信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信鏈路傳送到用戶(hù)手機，實(shí)現對車(chē)輛和人員的監控。
本設計利用GPS系統獲取丟失的小孩或智障老人的位置，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )將位置數據發(fā)送給用戶(hù)，由于短消息業(yè)務(wù)是按發(fā)送的短信條數收費，只要短消息每次限制在140個(gè)字節即可，這個(gè)數據長(cháng)度足夠傳送GPS定位信息?？梢砸粤畠r(jià)的方式實(shí)現對小孩和老人的保護。本系統采用廣泛使用且便宜的AT89C52單片機、SIRF第三代GPS接收模塊和GSM模塊TC35i設計。

1 個(gè)人定位系統硬件設計
個(gè)人定位系統主要由四部分組成，即GSM模塊、GPS接收機模塊、單片機控制電路和電源電路。GPS模塊負責接收定位數據；GSM模塊在單片機的控制下收發(fā)短信；單片機控制電路對GPS定位數據進(jìn)行分析，并根據用戶(hù)的設置做出相應的處理。電源電路由7805和LM294lCS分別產(chǎn)生為+5V和+4．2v直流電壓。+5V直流電壓作為單片機、GPS模塊的工作電源，+4．2V直流電壓提供給GSM模塊使用。系統的結構框圖如圖1所示。

1．1 單片機控制電路
系統選用廣泛應用的AT89C52單片機作為MCU。其內部有8k字節的Flash程序存儲器和1256字節的RAM。該單片機內部?jì)H有一個(gè)通用異步串口。為了能夠同時(shí)與GPS以及GSM模塊通信，單片機需要兩個(gè)串口。所以本系統利用串口擴展芯片GM8123實(shí)現對GPS數據和GSM數據的同時(shí)收發(fā)。單片機與GM8123模塊的接口電路如圖2所示。

串口擴展芯片GM8123工作在多通道工作模式下時(shí)，模式控制引腳MS=0。多通道模式允許3個(gè)子串口同時(shí)全雙工地工作。在此工作模式下，芯片的地址線(xiàn)STADDl～O是輸入口，由MCU控制選擇希望發(fā)送數據的子串口，地址線(xiàn)SRADDl～0是輸出口，用于向MCU返回接收到數據的子串口地址。通過(guò)對該芯片的控制，單片機可以同時(shí)與GPS模塊和GSM模塊全雙工通信。
1．2 GSM模塊
GSM模塊負責在被保護對象和監控用戶(hù)之間傳遞信息。本系統采用德國西門(mén)子工業(yè)的GSM模塊TC35i。TC35i模塊是一個(gè)的工業(yè)級GSM模塊，工作在GSM900和GSMl800雙頻段，支持中文短信息。TC35i的數據接口(CMOS電平)通過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和數據，它支持Text和PDU格式的SMS(短消息)。GSM模塊接口電路如圖3所示。

1．3 GPS模塊
本系統采用的GPS模塊為SIRF第三代高靈敏度引線(xiàn)式GPS接收模塊SIRF starⅢ。該芯片定位精度在10m以?xún)?，最多可以同時(shí)追蹤20個(gè)衛星信道。其內部有可充電電池，可以保存星歷數據，便于快速定位。串口數據格式為T(mén)TL電平數據輸出，通訊速率為4800通訊波特率，每秒輸出一次GPS全數據。該模塊GPS天線(xiàn)采用MMCX接口，數據線(xiàn)接口為6線(xiàn)接插件，排線(xiàn)輸出，使用簡(jiǎn)單，一般情況下只需用到三根輸出線(xiàn)，第一腳接3．5～5．5V的直流正電源，第五腳是電源地，第二腳是GPS的輸出線(xiàn)，它是TTL電平的串口信號，高電平大于2．4V，低電平小于0．4V，輸出驅動(dòng)能力為2mA，可以直接和單片機接口。如果只使用默認設置，單片機只從該模塊讀取數據即可。