基于GPS和GPRS的小型追蹤器

　　1 引 言

　　隨著(zhù)GPRS無(wú)線(xiàn)通訊、Internet網(wǎng)絡(luò )以及民用領(lǐng)域GPS的普遍應用，將三者合一使用已成為當今熱門(mén)的研究領(lǐng)域。

　　GPRS(General Packed Radio Service，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù))采用TCP/IP協(xié)議，非常容易和現有的Internet技術(shù)及應用平臺整合，即將各種IP技術(shù)和服務(wù)同移動(dòng)通信技術(shù)相結合，為用戶(hù)提供各種高速度、高質(zhì)量的移動(dòng)數據通信業(yè)務(wù)。GPRS的移動(dòng)通信、價(jià)格低廉、快速登陸、永遠在線(xiàn)、組網(wǎng)靈活、信道保障、小功率防雷擊等特點(diǎn)使得GPRS已逐漸取代GSM網(wǎng)絡(luò )。

　　GPS(Global Positioning System，全球定位系統)除了更多地應用于高精尖端測量、測繪及導航領(lǐng)域外，也更多地推動(dòng)了其在低成本、低精度的民用小型GPS設備領(lǐng)域的發(fā)展和使用。GPS收發(fā)機的主要任務(wù)就是捕獲一定高度截止角所選擇的待測衛星的信號，同時(shí)對接收到的GPS信號進(jìn)行變換放大和處理，解譯出GPS衛星所發(fā)送的導航電文，最終實(shí)時(shí)計算出該觀(guān)測站的三維位置、三維速度和時(shí)間。

　　整個(gè)系統方案如圖1所示，帶有兩個(gè)串口的微控制器一方面獲取來(lái)自GPS接收模塊的導航數據，另一方面將這些數據經(jīng)過(guò)適當處理后轉換為GPRS可以傳送的數據，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )送入控制中心，當用戶(hù)需要獲得相應的追蹤數據時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)即可。

　　2 總體方案

　　基于微控制器的GPS+GPRS系統，主要由以下幾個(gè)部分組成：微控制器模塊、GPS+GPRS模塊、鍵盤(pán)及LCD顯示屏等附件。其基本原理框圖如圖2所示。

　　MCU通過(guò)兩個(gè)串口接收和發(fā)送信號到GPS和GPRS模塊，MCU通過(guò)串口0中斷接收GPS發(fā)出的狀態(tài)信息(包括三維位置、三維速度、時(shí)間、航向等)并保存，經(jīng)軟件打包后通過(guò)串口1發(fā)送到GPRS模塊。GPRS模塊受MCU控制將此信號轉換為射頻信號GPRS網(wǎng)絡(luò )并連接Internet網(wǎng)絡(luò )。Internet用戶(hù)通過(guò)連接相關(guān)網(wǎng)站，或手機用戶(hù)通過(guò)編寫(xiě)指定格式的短信，發(fā)送消息給GPRS模塊，GPRS模塊通過(guò)串口1將信號送入MCU，MCU發(fā)出接受信號鈴聲并根據約定協(xié)議自動(dòng)顯示相應信息，鍵盤(pán)操作簡(jiǎn)單，可以方便地切換顯示信息。

　　3 硬件選型

　　該系統在選型時(shí)，在滿(mǎn)足使用要求的基礎上，主要的選擇目標是體積重量小、能耗低的產(chǎn)品以滿(mǎn)足室外使用和便于老人小孩攜帶的要求。

　　3.1 MCU

　　MCU選用超低功耗型MSP430系列16位單片機MSP430F149，片內有豐富的外設，可實(shí)現異步、同步及多址訪(fǎng)問(wèn)的串行通信接口(USART0～1)以及液晶顯示驅動(dòng)模塊，最多可達6