基于CDMA业务传送GPS定位信息

本文讨论的就是利用CDMA业务传送GPS定位信息的实例。当然，GPS定位信息只是整个信息传输管理系统的一个应用，通过更换不同的数据源模块可实现不同的信息传输，从而构成不同的信息传输管理系统，如远程抄表系统、水文数据采集系统等等。

1 系统构成

如图1所示，整个信息传输管理系统由移动终端、CDMA网络、Internet网、信息管理中心服务器组成。

移动终端将GPS数据组成CDMA数据分组，通过CDMA网络和Internet网，上传到信息管理中心服务器。服务器应当具备IP地址和电子地图。

信息管理中心也可以通过Internet网和CDMA网络向移动终端发出各种指令。

图1基于CDMA的无线移动数据传输系统

2 移动终端硬件组成

移动终端的硬件部分主要有CDMA Modem模块、GPS模块、MCU及电源四部分，连接关系如图2所示。

图2 移动终端硬件组成

其中的CDMA模块为Wavcom公司的ME45。这是一个具有完整功能的CDMA移动通信模块，通过串口可以实现对此模块的控制和数据传输，包括短信和无线上网等。另外加上模拟部分电路，可实现话音通信功能。对ME45的控制用的是AT命令方式。

GPS模块是台湾Holux公司的GM82 OEM板。它通过外接天线接收GPS信号，计算出所处位置的地理信息，通过串口将此信息传送给MCU。

MCU采用新华龙公司代理的C8051F020八位微控制器。选择此MCU是基于诸多考虑的：首先，是功能强大，几乎在单片中包容了所有常用的功能;其次，与普通的8051有相同的内核，开发容易，而且支持C语言源程序调试。

在此移动终端中，采用了如下一些必需的功能部件：

首先是它的两个硬件串口。这两个串口的波特率产生是独立的，而且不占用芯片的定时器，使用起来相当灵活。这两个串口分别对GPS模块和CDMA模块通信。GPS模块把位置信息以固定的格式从串口发出，MCU接收GPS模块送来的数据，解析出其中有用的数据进行封装，然后以规定的格式通过第2个串口交给CDMA模块，将数据送上Internet网。

其次，128字节的Flash可用于存放一些可设置的参数，如移动终端的识别号或IP地址、信息管理中心服务器的IP地址等。

再次，4 KB的SRAM相对其他的8位机来讲是相当大了，可以满足组帧、数据缓冲的要求。

64 KB的Flash可以满足较大程序量的要求。

64 KB的Flash和4 KB RAM的组合可以完成对信息数据的加解密工作，可提供某些特定场合使用。

引出了某些I/O口，通过光电耦合器隔离后引至其他监测点，可以扩展相应的功能。

另外，留出了总线扩展口，可扩展64 KB的SRAM，一方面可以用于嵌入实时操作系统，另一方面可以用于使用C8051F020的在线自我编程功能来远程更新程序。

由于用于移动设备，需要低功耗器件，而C8051F020工作电压为3.3 V，功耗很小。

设计时考虑该移动终端主要作为车载应用，所以实际电路中设计了从点烟器取电的电源电路。

移动终端利用C8051F020芯片控制实现，不用另行扩展串口、ROM以及RAM。此硬件结构并不仅仅局限在定位功能上，对于很多数据采集/控制应用也可以满足要求，只需改变程序结构。正是由于C8051F020的功能强大，使得硬件的组成和结构都变得非常简单。

3 移动终端软件设计

由于采用了C8051F020作控制器，使得硬件的工作相对简单和通用，所以该系统实现的主要工作集中在软件的实现上。

利用GPRS上网主要的问题是，在系统接入无线Internet网时进行初始化和对链路的控制。若对通信过程和协议不熟悉，则做起来很麻烦;现在已有许多MCU或GPRS Modem已将这些功能嵌入到操作系统中。对CDMA上网，则比较简单，通过拨通服务商的特定号码即可。
利用CDMA模块进行数据传输，既可以采用上网传输，也可以采用短消息的方法。下面就短消息方式的数据传输软件流程作一介绍。

对于数据源，GPS模块不断发送固定格式的串行数据，MCU利用一串口与之相连。一般MCU对串口数据的接收处理方式有查询和中断两种。这里采用的方法既不是查询也不是中断，而是命令的方式，MCU根据接收到的不同命令，执行不同的功能。移动终端的软件流程如图3所示。

图3 移动终端软件流程

(1) MCU的初始化

单片机的初始化很重要，它关系到程序能否正确运行。这里主要功能是分配串口引脚，设置系统时钟，确定波特率。

这里需要重点注意的问题是MCU的初始化。C8051 MCU硬件资源相当丰富，但有一些不是能同时使用的，需要在初始化时进行设定，所以它的交叉开关译码表的正确使用非常重要。资料中提供的优先权交叉开关分配是有区别的，关键看XBR2特殊功能寄存器中的EMIFLE位的值。串口分配时只用到4个引脚，没有用到外部存储器，所以 P0.7、P0.6、P0.5 的功能由交叉开关或端口锁存器