基于SOC單片機的定位監控系統設計

　　本文討論基于SOC單片機技術(shù)的定位監控系統設計。該系統由2部分組成：定位終端和監控中心。定位終端以C8051F021作為核心微處理器，通過(guò)2個(gè)串口與SIEMENS M-C35i GPRS模塊和GR-87衛星接收模塊進(jìn)行串行通信，接收GPS接收機發(fā)出的定位數據并控制SIEMENS MC35i GPRS模塊。該系統采用看門(mén)狗電路，以保障控制器的正常運行。定位終端所采集的定位信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )，以短信的形式發(fā)送到監控中心。本文以VC為開(kāi)發(fā)平臺，采用VC++進(jìn)行MapX二次開(kāi)發(fā)制作電子地圖，從而在監控中心實(shí)現了定位信息的采集、處理和顯示。實(shí)際定位過(guò)程表明：該系統定位精度高、信息傳輸速率快。

　　1 系統總體設計

　　該設計主要由基于SoC技術(shù)的單片機C805lF021，SIEMENS MC35i GSM/GPRS模塊和GR-87衛星接收模塊組成。定位終端以C8051F021作為核心控制器，通過(guò)兩個(gè)串口UART0，UART1分別控制SIEMENS MC35i GSM/GPRS模塊和GR-87衛星接收模塊進(jìn)行串行通信，并控制SIEMENS MC35i GSM/GPRS模塊以GPRS服務(wù)形式把數據發(fā)送給監控中心。SoC單片機C8051F021接收來(lái)自GR-87衛星接收模塊的定位信息，并對接收的信息進(jìn)行校驗，選擇所需信息再添加相應的代碼，組成數據包，然后將它們存儲在C8051F021內置的FLASH(程序儲存器FLASH上有只用于數據的臨時(shí)儲存器)上。

　　采集、處理、顯示定位信息在上位機上，由電子地圖完成。監控中心通過(guò)調用MapX的接口函數，實(shí)現電子地圖的一系列功能來(lái)處理和顯示定位信息。

　　SIEMENS MC35i GSM/GPRS模塊有SMS和GPRS通信兩種數據工作模式。模塊上電啟動(dòng)過(guò)程為3～5 s，若SIEMENS MC35i GSM/GPRS模塊接有有效的SIM卡，模塊將附著(zhù)在GPRS網(wǎng)絡(luò )上，通過(guò)串口以AT指令的方式要求模塊將經(jīng)、緯度信息以短消息的形式發(fā)到監控中心，當然監控中心也可以通過(guò)模塊發(fā)送相關(guān)的指令給SoC單片機，SoC單片機分析所接受的指令，然后通過(guò)I/O口做出相應處理。系統結構圖如圖1所示。

　　2 系統硬件實(shí)現

　　2.1 核心控制器的實(shí)現

　　系統使用的單片機是CYGNAL公司生產(chǎn)的SoC單片機C8051F02X，該單片機是集成的混合信號系統級芯片，具有與8051兼容的微控制器內核(運算速度高達25 MIPS)，與MCS-51指令集完全兼容;C8051F單片機具有片內調試電路，通過(guò)4腳JTAG接口，可以進(jìn)行非侵入式、全速的在系統調試;C8051F高速SoC的芯片上還集成了構成單片機控制系統所需的幾乎所有模擬、數字外設及其他功能部件(包括ADC、DAC、可編程增益放大器、電壓比較器、電壓基準、溫度傳感器、SMBus/I2C、UART、SPI、定時(shí)器、可編程計數器/定時(shí)器陣列PCA、內部振蕩器、看門(mén)狗定時(shí)器及電源監視器等)。這些外設的高度集成，為設計小體積、低功耗、高可靠性、高性能的單片機應用系統提供了極大的方便，可大大降低系統的整體成本。

　　控制器采用串口和GPS以及GPRS進(jìn)行通信;引出JTAG串行接口，即全速、非侵入式的系統調試接口(片內)，通過(guò)該接口能對控制器內部FLASH存儲器進(jìn)行系統編程，并可與片內調試支持電路通信。

　　本系統把單片機的P0.0，P0.1，P0.4配置為GPRS模塊的輸入、輸出和啟動(dòng)，通過(guò)三極管啟動(dòng)GPRS后接收和發(fā)送定位信息;P0.2，P0.3配置為GPS模塊的輸入和輸出，來(lái)獲取定位信息。