采用北斗BDM100模块的两种家庭监护终端设计

当使用pppd拨号成功之后就会出现ppp0无线网卡，此时3G模块已经连接上互联网。然而在操作系统启动的时候，一般默认网卡为 eth0，故在拨号成功之后，必须修改默认的路由路径，这样如果在应用程序使用socket编程之时没有绑定指定网卡，所有网络数据都会从ppp0网卡传 输。 绑定完ppp0网卡就可以使用linux socket机制进行与后台服务器的通信，本方案中采用的UDP方式和后台服务器进行通信，UDP协议的通信不需要像TCP一样事先建立链接，只需要绑定 ip地址和端口号即可，但是本方案中为了以后的可扩展性，设计了socket_connect和socket_send函数，不论是TCP还是UDP，只 要调用这两个函数即可，采用同样的接口，这样便于使用和扩展功能。具体如下：

int socket_connect(const int sock_fd, const char *ip_str, const unsigned int port_ui)

其中sock_fd是套接字，它是通过函数int socket_create(const int af, const int type, const int protocol, const int stime, const int rtime, const char *ifname)创建得到。ip_str是ip地址，port_ui是端口号。

int socket_send(const int sock_fd, const char * data, const int len, const int flags)

其中data是要发送的数据，len表示长度，flags一般取0即可。

接收函数：

int socket_recv_timeout(int sock_fd, char *buff, unsigned int len, unsigned int timeout/*ms*/)

具体功能用来接收网络数据，直到长度等于len，或者超时（timeout）后返回。

2.2.3服务器与3G模块通信协议

主 控芯片AT91SAM9260收到BDM100模块发来的消息后，会将消息进行重组，通过3G模块传送到后台进行解析。因为系统的定位终端具有实时性，对 于年月日信息的需求不是很强调，所以在初始化北斗时接收了GLL信息，它只含有时分秒的信息，本方案中采用的消息通信协议规定如下：

表4 自定义通信协议

其中起始位和校验位均用unsigned short表示，校验采用每两个字节异或操作，编译时，强迫两个字节对齐编译。

3G模块采用这种格式将消息传输到后台服务器进行处理，这样有利于保持信息的稳定和简洁性。

3 2G方案设计与实现

2G方案设计的监护终端采用基于cortex-M3为内核的LPC1766作为主控芯片，2G模块采用支持GSM网络的GTM900芯片[4]。该方案采用的2G网络技术成熟稳定，速度也能满足信息传输要求，配合健壮的软件设计，使得其在具体的应用中取得良好的效果。

3.1 硬件设计

该方案具体的硬件连接如下：

图6 2G方案框图

从 图中可以看出BDM100芯片和GTM900芯片分别通过串口1和串口0与主控芯片LPC1766进行连接，其中GTM900与LPC1766的连接只需 要将TXD引脚连接到RXD0，RXD连接到TXD0，然后将两个芯片的GND各自接地即可。而对应BDM100和LPC1766的连接则直接根据图2所 示即可。

3.2 软件设计

在2G方案的软件设计中，由于不采用操作系统，直接根据LPC1766和其他两个芯 片的说明手册进行裸版程序的设计。首先是要对BDM100芯片和GTM900芯片进行初始化操作，此处GTM900芯片的初始化操作要在BDM100芯片 之前，因为BDM100初始化之后就直接输出位置信息GLL，而在本方案的程序设计中，只设置了一个接收串口数据的全局数组变量 RecUartBuf[100]，如果先初始化BDM100芯片，则GLL信息会和GTM900初始化信息冲突。另外，在UART接收程序中，因为每次接 收的数据长度不固定，所以不能设置为多字节中断，在本方案中将程序设置为一字节中断，并设置定时器中断，用来判定数据是否传送完毕，在之前的BDM100 芯片介绍中，将位置信息GLL的频率设置为1次/秒，则在本方案中将定时器中断设置为0.5s，这样就可以有足够的时间接收并传递信息，在定时器中断函数 中将信息标志变量RecUartFlag设置为1，表示有数据进入，此时利用Uart0Sent函数将传递过来的GLL信息通过2G模块发送到后台服务 器。

在本方案中，因为保证程序健壮性的需要，GLL位置定位消息传送到后台服务器的格式是不经过重组的原始信息，对于信息的重组和解析任务则交予后台服务器程序处理。

4 系统测试

监护终端的数据通过3G或者2G网络传送到服务器之后，服务器根据通讯协议对其解析。得到数据后，服务器进行如下操作：

1） 校验数据是否有错，有错则丢弃，并要求终端重新获取一次信息并立即传输。

2） 根据数据中的值重组还原，得到经纬度及当前的时间（格式为： XX时XX分XX秒）。

3） 根据经纬度信息，调用地图服务，获取具体位置。

4.1 3G方案测试

通过串口软件获得的北斗定位信息如下：

图7 北斗信息串口软件显示