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基于GSM、GPS模块的手持无线线路巡护终端的设计
发布时间:2018-03-27 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]2. GPS定位信息的采集及处理
GPS模块采用德国FALCOM公司GPS模组JP13，它采用了美国SiRF公司Star III芯片组，具有如下优点：定位精度高：定位误差小于10m；定位速度快：冷启动时间小于30s；超高灵敏度：灵敏度达-159dbm；功耗低：工作电压+3.3V DC，功耗105mw。JP13获得定位数据后通过串口输出至单片机，通信波特率为115200，输出数据格式是NMEA-0183。
GPS坐标的提取过程：接收机只要处于工作状态就会源源不断地将接收并计算出的GPS导航定位信息传送至单片机UART串行接口。在未经过分类提取之前，这些信息是无法加以利用的。与其它通信协议类似，对GPS进行信息提取必须首先明确其帧结构，然后才能根据结构完成对各个定位信息的提取。发送至单片机的数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，根据数据帧的不同，帧头也不相同，主要有“$GPGGA”、“$GPGSA”、“$GPGSV”以及“$GPRMC”等。这些帧头标识了后续帧内数据的组成结构，各种帧均以回车符和换行符作为电感器厂家帧尾标识一帧的结束。本文所关心的定位数据是经纬度、速度、时间等信息，这些信息均可以从“$GPRMC”帧中获得。
其它几种帧格式则没有使用，虽然接收机在不断向单片机发送各种数据帧，但在处理时可以先通过对帧头的判断而仅对“$GPRMC”帧进行数据提取，从中提取出所关心的时间(日期和时间)和地理坐标(经、纬度)信息进行处理。
从GPS接收机中获一体成型电感得的时间信息为格林尼治时间，因此需要在获取时间上加8小时才为中国电感器厂家标准时间。而且GPS使用的WGS-84坐标系也与中国采用的坐标系不同，在使用过程中也需要对此进行变换。
3. 数据传输的实现
由于GSM电感生产厂家网络在全中国范围内实现了联网和漫游，用户无需另外组网，因而在极大提高网络覆盖范围的同时节省了昂贵的建网费用、设备成本和维护费用。同时，GSM网络对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大、维护费用高，且网络覆盖范围和用户数量受限的缺陷。与传统的集群系统相比在网络覆盖上具电感器的符号有无法比拟的优势，再加上GSM的短信息服务(Short Message Service, SMS)本身具备无线双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。因此，我们在信息传输中采用了GSM的SMS平台。
在设计实现中我们选用的短信收发模块是台湾明基公司的BENQ-M32模块，采用内置天线，支持900/1,800MHz双频，其主要功能是完成短信息的收、发，进行SIM卡检测，将收到的信息传送至单片机进行处理，并将单片机传送来的信息发送出去。单片机通过UART串行接口直接向GSM模块发出AT命令，从而可以方便地实现基于GSM的短信息的收发、查找和管理。
4. 对GSM无信号情况的处理
由于通信线路中可能存在手机信号无法覆盖的情况，系统设计了信息自动存储功能。当无GSM信号时，终端会自动将待发送的信息存储在AT24C64存储器中，等待有GSM信号时再自动发送。
5. 各信号指示灯的控制和含义
在正常状态下3个指示灯的作用分别是：LED1为GPS状态指示，当获取GPS信号时此信号灯闪烁，正常工作时不亮，此信号灯的控制由MSP430F149单片机完成，P54输出脉冲，使得LED闪烁；LED2灯为GSM信号指示，当无信号时无显示，信号正常时闪烁，此信号的控制由短信模块通过P46脚输出来完成；LED3为充电指示灯，充电过程中此灯亮，充电完成后灯自动熄灭。
6.硬件原理图
该手持终端设备(图3)由电池供电，电池输出电压为4.2V，系统配备了充电器。GPS模块和MCU的工作电压是3.3V，由S818将4.2V电压降到3.3V的标准工作电压。
本文小结
本文设计的手持终端由GPS接收模块、GSM射频收/发模块、单片机控制单元三大部分组成。监控中心由电子地图系统、资料数据库系统、信息接收单元及数据处理部分组成。传输网络采用现有的中国移动或中国联通的GSM短信数据平台SMS实现信息传输。
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