基于虛擬串口的GPS／GSM遠程定位技術(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(guò)串口與GPS模塊以及GSM模塊進(jìn)行通信。在此需要兩個(gè)串口，而AT89S52單片機本身只有一個(gè)串口，常規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(guò)硬件來(lái)擴展串口。前者會(huì )使系統的硬件成本大大提高，而后者不僅會(huì )增加系統的成本，還會(huì )增大系統硬件的體積。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(jìn)行通信，而利用I／O口P1．4和P3.2編程實(shí)現一個(gè)虛擬串口與TC35i模塊進(jìn)行通信。由于單片機內部定時(shí)／計數器只能實(shí)現較小時(shí)間的定時(shí)，所以巧妙利用了單片機的T2定時(shí)／計數器(P1．0)對Jupiter 21OEM板的1PPS秒脈沖輸出進(jìn)行計數方便地實(shí)現5 min定時(shí)，用于收發(fā)短信所需的定時(shí)。該部分還擴展了報警電路和控制開(kāi)關(guān)通斷等功能電路，這是由監控中心通過(guò)撥打遠程目標端的電話(huà)來(lái)控制的。同時(shí)，還保留了單片機的剩余I／O口用于系統的進(jìn)一步擴充。

2 系統軟件設計
2．1 單片機部分軟件設計
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(yǔ)言編程實(shí)現，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(gè)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(jìn)行異步串行通訊，從GPS模塊輸出的是NMEA-0183語(yǔ)句格式的數據。該語(yǔ)句格式的數據以“$”開(kāi)頭，包括$GPRMC，$GPGGA，$GPGSV，$GPVTG，$G-PGSA，$GPGLL等語(yǔ)句。系統設計中只從中提取出$GPRMC語(yǔ)句，再進(jìn)一步提取出里面包含的經(jīng)緯度、速度、時(shí)間等信息，已經(jīng)可以滿(mǎn)足系統的需求。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(guò)虛擬串口進(jìn)行通信，以解決AT89S52單片機固有串口不足的問(wèn)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(shí)現一個(gè)串口的功能，這樣就以較少的資源實(shí)現了系統的功能，克服了傳統的采用具有雙串口的控制器或者利用硬件進(jìn)行串口擴展的方法其成本高、體積大的缺點(diǎn)。程序中采用定時(shí)器工作于方式2進(jìn)行一個(gè)數據位傳輸時(shí)間的定時(shí)，用于嚴格控制一個(gè)數據位的傳輸時(shí)間。單片機采用11．059 2 MHz晶振，這樣定時(shí)器的初值為256-(1 000 000／9 600)／(12／11．059 2)=160，即十六進(jìn)制的0xA0。實(shí)驗結果證明，采用該方法進(jìn)行串口通訊，數據傳輸穩定、可靠。采用虛擬串口發(fā)送、接收一個(gè)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，是系統設計中最重要的內容之一。該部分程序設計中，由于會(huì )涉及到單片機與GSM模塊的多次交互過(guò)程，而GSM模塊響應較單片機來(lái)的慢，特別是涉及到FLASH或SIM卡的操作及網(wǎng)絡(luò )的交互時(shí)，必須要考慮到GSM模塊的響應時(shí)間問(wèn)題。系統中采用TEXT模式發(fā)送短消息，步驟如下：

1．設置短信中心號碼：AT+CSCA=+8613500591500CR>／／代表福州移動(dòng)，CR>代表回車(chē)，下同
2．設置短信發(fā)送模式：AT+CMGF=1CR>／／設置短信發(fā)送模式為T(mén)EXT模式
3．設置TEXT模式參數：AT+CSMP=17，167，0，0CR>／／最后一個(gè)參數是數據編碼類(lèi)型，0表示默認字符集(GSM)；(167代表有效期24 h)
4．設置使用的字符集：AT+CSCS=GSMCR>／／設置為GSM字符集
5．輸入目標號碼：AT+CMGS=13599071***CR>／／1359907l***為目標號碼
6．輸入短信內容再輸人Ctrl+Z>，即ASCII碼0x1A。