GPS車(chē)輛衛星定位模擬系統設計

1.引言
目前車(chē)載技術(shù)已經(jīng)非常成熟，它廣泛應用于私家車(chē)的防盜跟蹤，物流用車(chē)的調度控制，出租車(chē)的電招安防，公交車(chē)的智能報站電子站牌等等，而且它價(jià)格也變得十分便宜。市場(chǎng)上幾百元就能買(mǎi)得到[1]。它的核心技術(shù)就是GPS,而電子地又是GPS的靈魂，只有通過(guò)它才能實(shí)現車(chē)輛的定位，當確定了車(chē)輛位置之后，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸把數據發(fā)到第三方，這樣就可以實(shí)現車(chē)載定位，根據這種技術(shù)，我們建立了一種能夠模擬車(chē)輛運行的模型，它能通過(guò)GPS定位系統確定車(chē)輛的位置，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸系統，把車(chē)輛的位置信息發(fā)送到控制中心，再有控制中心時(shí)發(fā)送控制指令給車(chē)輛，讓車(chē)輛到達指定的位置，也就是建立了一種通過(guò)GPS/GSM“無(wú)人駕駛”車(chē)輛系統的模型，當然這種模型是建立在高速公路上的，當司機開(kāi)上高速公路以后可以通過(guò)控制按鈕向工作站發(fā)出指令，工作站確認后，在告知司機，此后車(chē)輛進(jìn)入“無(wú)人駕駛”狀態(tài)，車(chē)的行使由控制中心決定，當到高速公路出口時(shí)控制中心會(huì )告知司機這時(shí)又會(huì )把車(chē)的駕駛權交還給用戶(hù)，為了防止意外發(fā)生，用戶(hù)還可以隨時(shí)中斷與控制中心的連接[2]。
本系統模擬了這一模型，把GSM作為數據傳輸的媒介，用PC機當作是控制中心，用小車(chē)代替車(chē)輛，在校園里模擬車(chē)輛的運行，首先由GPS發(fā)出位置信息，再由GSM把信息傳送給PC機，經(jīng)過(guò)PC機處理，顯示小車(chē)在地圖上的位置，再由PC機在發(fā)出指令，通過(guò)GSM把指令傳送給小車(chē)，小車(chē)在執行指令。

圖1. 無(wú)人駕駛控制系統模型
2.系統實(shí)現理論概述
GPS目前空間衛星星座部分共有二十四顆衛星,其中二十一顆工作衛星,三顆在軌備用衛星。每顆衛星都裝有4 臺高精度電子鐘,為GPS 定位提供高精度的時(shí)間標準。用戶(hù)設備主要由GPS 接收硬件和數據處理軟件,以及微處理器及其終端設備組成[3]。
GSM 網(wǎng)絡(luò )是國內覆蓋范圍最廣，應用最普遍的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )。它傳輸速度快，單個(gè)數據傳輸價(jià)格便宜，不占用話(huà)音，及其雙向傳輸的性能，可方便地實(shí)現對于采集站設備的信息采集和遠程控制，實(shí)現遙控、遙測等。因此，使用GSM是作無(wú)線(xiàn)通訊是十分合理的[4]。
3.系統實(shí)現方案設計
在設計中使用了Trimble公司的GPS模塊用于小車(chē)定位，使用了兩個(gè)西門(mén)子公司的GSM模塊用于小車(chē)和PC機的無(wú)線(xiàn)數據傳輸，通過(guò)按鍵輸入完成小車(chē)部分的設置，用液晶顯示當前的信息，而在PC機上用串口和GSM模塊通信，再由基于VB平臺所編寫(xiě)的電子地圖上顯示出來(lái)。
4．硬件系統設計
4.1電源穩壓部分
本系統的電源為7.5V,而單片機的工作電壓為5V,LM7805是5V支流穩壓電源芯片片。

圖2 系統電源

4.2 GPS接口電路
由于51系列單片機的電平為T(mén)TL電平，而GPS模塊為3.3V供電，所以選用LM1117作為GPS模塊的電源，通信部分選用了MAX3232把3.3V的邏輯電平轉換成232電平。

圖3 GPS接口電路圖