基于GPS+CDMA的物流车辆监控终端的设计

S3C2440A与GS-15B的接口连接图如图3所示。终端使用S3C2440A的串口2连接GPS模块，为了增强驱动能力，在S3C2440A的TXD1和PXD1管脚上加了2个100 kΩ的上拉电阻。终端一般只接收GPS信息，不对GPS做写操作，所以为了保护芯片，在S3C2440A的RXD1与GS-15B之间加了1个100 Ω的电阻和1个型号为MCIA148的反向二极管，从而保证了终端运行时的稳定。

图3 S3C2440A与GS-15B的接口连接图

　　3 终端软件设计

　　终端的软件部分是基于WinCE 5.0嵌入式操作系统设计的，WinCE是一个多任务、完全抢占式的32位嵌入式操作系统，支持WinCE MFC、ATL、WinCE API和一些附加的编程接口以及各种通信技术。WinCE嵌入式操作系统具有操作界面良好、实时性较高、占用资源少、开发工具丰富以及强大的技术支持等优势，充分满足本终端软件的设计需求。

　　3.1 终端软件设计流程

　　首先系统上电，启动bootloader，加载WinCE内核，启动WinCE嵌入式操作系统。然后初始化CPU、LCD、GPS，CDMA等外围模块，再加载串口驱动和网络协议，若加载成功则执行用户应用程序，若加载失败则返回，重新加载串口驱动和网络协议。其中终端的用户应用程序包括：CDMA无线网络接入程序、网络数据传输程序、GPS串口接收程序等。终端软件设计流程图如图4所示。

图4 终端软件设计流程图

　　3.2 CDMA无线网络接入程序

　　终端通过AT指令控制CDMA模块，实现无线网络接入和网络数据传输。

　　系统运行后，首先初始化CDMA模块，设置波特率为115 200 b／s，然后进入拨号等待状态，终端经过PPP拨号连接登录网络，接入号为777，用户名和密码均为card。确认登陆网络成功后，则调用GPS串口接收程序和网络数据传输程序，采用定时方式向监控中心发送终端的GPS定位信息。

　　建立PPP（point-to-point protocol）连接的AT指令及返回值如下：

　　3.3 CDMA无线网络通信程序

　　终端通过CDMA网络接入Internet后，无线网络通信程序将终端解析的GPS数据通过Intemet上传到监控中心。本终端软件设计采用流格式套接字进行网络通信，对应于TCP／IP协议中面向连接的TCP协议。网络数据传输程序采用客户机／服务器机制编程，终端（客户机）进程由用户操纵；而监控中心（服务器）进程则驻留在主机上连续运行，等待终端连接请求进入。

　　监控中心的网络通信程序流程如下：1）用socket（）函数创建套接口，并给套接口地址结构赋值；2）用bind（）函数使套接口与本地IP地址、端*绑定，选用静态IP地址；3）用listen（）函数在该套接口上*连接请求；4）用accept（）函数接收终端连接请求，产生新的套接口及描述字并与终端连接，利用新的套接字发送和接收数据；5）用fork（）函数派生新的子进程与终端通信，父进程继续*其他请求。这样就可避免一个终端与监控中心建立连接后，监控中心不能再与其他终端通信的问题。

　　终端的TCP程序流程如下：1）用socket（）创建本地套接口，给监控中心套接口地址结构赋值；2）用connect（）函数使本地套接口向监控中心套接口主动发出建立连接请求，经三次握手建立TCP连接；3）若连接建立成功，则用send（）和recv（）函数与监控中心通信；4）通信结束，用close（）关闭套接口。

　　3.4 终端GPS串口程序

　　软件开发工具采用EVC（embedded visual C++），EVC是Windows CE上的主流开发工具，封装了网络底层通讯、COM互操作、RAPI等。EVC支持MFC类库的子集，使Win32平台上的VC程序可以方便地移植到WinCE平台上。

　　终端GPS串口程序主要完成两个功能：接收GPS数据和解析GPS数据。GPS模块输出遵循NMEA-0183标准。程序流程如下：

　　1）使用OpenPort（）函数打开串口，该函数使用创建文件函数CreatFile（）打开串口2，以获取串口2的操作句柄m_hComm；

　　2）如果串口2打开成功，则读取当前串口的设置，即通过GetCommState（）读取串口参数结构体DCB变量；

　　3）用SetCommState（）对串口2进行相应的设置：如设置波特率为4 800 b／s，8位数据位，无奇偶校验，1位停止位，无数据流控制；

　　4）按位读取数据，判断帧起始是否为$GPRMC，若为$GPRMC则从中提取时间、经度、纬度、速度等信息并存入相应结构体；判断帧起始是否为$GPGGA，若为$GPGGA则从第9字段提取海拔高度并存入相应结构体；判断帧起始是否为$GPGSV，若为$GPGSV则从中提取有效卫星数目、有效卫星编号等信息并存入相应结构体；

　　5）用SetWindowText（）在LCD上显示接收到的GPS数据和解析后的GPS信息；

　　6）最后，在需要时用ClosePort（）函数关闭串口2。该函数使用CloseHandh（）关闭串口2的句柄m_hComm。

　　4 运行结果

本文所设计的终端软件运行结果如图5所