基于GPS GPRS定位定向导航系统车载终端应用

（2）CPU对GPS的控制   

主要是通过串行口UART1发送控制命令实现（GPS采样周期的设置、GPS输出数据选择 、通讯波特率设置等）,同时也是通过串行口UART1接收GPS定位信息,由于GPS输出数据采用NMEA-0183(Ver2.0)格式,输出数据为多组,在本系统中,仅选择了取其中的一组数据：GPRMC(推荐最小数据量的GPS具体内容/传输数据),其格式见图3,其中,当且仅当GPS输出数据为有效定位数据时,对应的UTC时间才为当前准确时间。   


  
图3 GPS数据格式（GPRMC）  

（3）CPU对其它外围接口的控制   

主要通过通用I/O口实现开关（电平）输入/输出,同时通过外部中断的方式实现了实现与车用防盗报警器、紧急报警（SOS）、医疗服务、故障服务、点火信号等的接口。
  
（4）CPU对系统的整体控制：   

首先,CPU完成对GPRS、GPS及外围接口的初始化工作;其次,CPU通过串行口UART1对GPRS进行操作,完成从拨号到PPP协商（创建PPP链路、用户验证、PPP回叫控制、协商和调用网络层协议）,并与服务器建立起TCP连接;然后,在保证与服务器之间的TCP连接正常的前提下,实现与服务器之间的数据交互与控制;最后,CPU还必须要周期性地对系统终端的当前状 态作出测试及判断,并对各种实际情况作出相应的处理,以保证系统能正常而稳定地工作。  

四、系统软件设计   

在整个GPS_GPRS定位系统的设计中,涉及到服务器软件、客户端应用软件及车载终端底层软件。在此,主要就车载终端底层软件的设计作进一步的说明。
   
在GPS_GPRS定位系统车载终端底层软件的设计中,程序采用了模块化设计,软件由一个主程序和若干个子程序构成,其中,子程序主要完成一些单一的基本工能,主程序则主要负责完成对各个功能模块（即子程序）的调用,同时对车载终端的资源及逻辑作出规划,主程序框图如图4所示。  

  
图4 系统主程序框图  

下面就主程序的设计要点作出如下阐述：   

当系统完成GPS及GPRS的初始化之后,即进行网络拨号、PPP协商、TCP联结等操作,当车载终端与服务器之间建立起网络联结之后,便可通过自定义的车载终端与服务器之间的通讯协议进行数据交互。
  
在此过程中,系统会首先判断,当前系统是否允许终端将GPS数据进行上传,并进行相应操作;同时,会检测是否收到控制命令（包括通过网络发出的控制命令,或通过短信方式发出来的命令,或是通过遥控器发出的控制命令）,倘若收到了控制命令,则对命令的合法性作出判断,并进行相应的处理。   

同时,系统会定时对网络质量进行测试,倘若网络测试正常,则返回到继续判断控制命令及对系统当前状态进行处理;倘若网络测试不正常,则进行有限次尝试,倘若有限次尝试均以失败告终,而主动断开网络连结,并对GPRS作出复位及再次初始化操作,之后,再重复主程序的拨号、PPP协商、TCP联结及网络数据交互工作。

其中,与GPRS的数据交换,通过串行口UART0中断完成;与GPS的数据交换,通过串行口UART1完成;另外,外部警情接收通过外部中断0和1完成,无线遥控接收由外部中断2完成。通讯超时及定时处理,由定时器TIME2完成,它们均以子程序的形式存在于车载终端控制软件中,同时还包括一些对GPRS、GPS模块进行初始化及设置,以及PPP协议、TCP/IP协议的解析与实现子程序,具体框图及说明略。
   
由以上对车载载终端控制程序的说明可知,车载终端工作流程控制程序的工作流程如下：
  
1：与服务器建立网络连接;   
2：与服务器建立TCP联结;  
3：对用户进行注册;
4：向服务器发送GPS定位数据;  
5：默认状态下,按设定周期（默认状态为每5秒一帧）,定位数据不间断地上传到服务器;   
6：网络状态检测及网络质量测试,并据网络当前状况,作出相应处理（比如断线重拨）;   
7：接收网络或第三方控制或操作命令,并作出相应处理（比如：GPS采样周期设定、停止发送GPS数据、开始发送GPS数据、设置监听号码、更改操作密码等）;   
8：处理突发警情（自动拨打监听中心号码、上报求助警情信息等）。
  
五、结语  

利用GPRS的数据传输功能,对GPS数据进行实时传输,与以往GPS监控系统所采用的短信、GSM数据通道或DTMF数据传输等传统方法相比,运营成本得到了极大的降低,同时其可操作性及实时性也都有了显著的提高,而且成本较低,结构简单,达到了较高的可靠性。
   
该系统中,PPP、TCP/IP协议栈都由8位单片机完成,由于速度上的限制,使得系统中的协议栈只能椐实际应用而作出相应的压缩与处理,但这已足以达到该系统的资源需求。同时,该系统为以GPRS为代表的无线网络接入方式的应用提供了一个可循的途径。随着GPRS、C DMA等无线网络接入方式的不断完善,相信以此为代表的新一代无线数据传输方式具有很大的应用前景。