1 导言
本次规划的车辆定位监控体系,是选用世界领先的GPS全球卫星定位技能、GSM/GPRS全球移动通讯技能、GIS地舆信息处理技能以及数据处理技能,开宣布的一套长途监控办理体系。运用该体系能够长途无线监控、调度一切在GPRS+GSM网掩盖范围内的警用车辆、急救车辆、消防车辆、租借车辆、租借车辆、民用车辆等移动方针。移动方针的GPS数据、其他指令及各类报警数据均由GPRS信道传送到长途数据处理中心,并可依据需要进行语音通话。
2 GR47的功用特色
GR47是能够装备的,使得外部输入、输出接口供给的外部操控运用更有用。嵌入式的操控器关于在报警、外表收集和运用发布等群组运用领域是能够拜访的,而且支撑C言语编程。GR47共同的优势是:传输很多数据并始终保持衔接,依据咱们在不同区域的测验,掉线几率是同类模块最小的; 自身具有TCP/IP协议栈功用,还能够敞开内部CPU资源,一起具有一切M2M通讯必需的功用。
图1所示为GR47的内部实时操作体系(RTOS)及外部硬件接口框图。操控器坐落GR47的内部,运转实时操作体系。RTOS给用户供给了GSM 处理程序,AT 指令通道函数, TCP/IP协议,UART、I/O 口、I2C、SPI总线等外部接口的驱动函数及一些其它的运用函数。微操控器在后台运转,所以并不影响模块的GSM 功用。用户将运用程序以脚本的方法下载到模块的FLASH中,模块运用了一个解说器,解说器从FLASH中读入脚本,而且逐行解说,使之履行所需功用。GR47的外部有3个串口,其间串口1 作AT指令通道或程序下载用,串口2首要用于调试程序,串口3为通用232口,能够衔接其它外部设备,别的还有I2C、SPI总线和8 根I/O线。
图1 GR47 模块框图
GR47模块有两种作业方法,一种是内部操控器方法,即直接运用模块内嵌的CPU和敞开的体系资源,将运用程序下载到模块中运用,脚本在模块自身的内部操控器中运转,脚本运转的时分模块能够发送和接纳数据并对其进行处理;另一种方法是外部操控器方法,行将模块嵌入到用户的体系中运用,外挂处理器对其进行操作操控,脚本在外部微操控器中运转。它的一个典型的运用是: 将一个微操控器和GR47模块结合起来,从微处理器通过UART1向GR47发送AT指令。
图2和图3描绘了GR47别离作业于内部操控器方法和外部操控器方法的两个无线通讯体系的原理框图。从图中能够看出,不论是外部操控器仍是内部的嵌入式运用程序都是通过串口与GSM/GPRS移动站进行通讯的。此外,运用GR47的I2C总线和I/O线能够与其它许多外部设备进行通讯,总归, GR47模块以其共同的优势将在各行各业发挥重要的效果。
图2 内部操控器方法
图3 外部操控器方法
3 体系规划
整个体系如图4所示，由GPS全球定位体系、移动终端、GSM/GPRS网络和长途监控中心几部分组成: GPS全球定位体系首要用来接纳卫星的定位信号,并解算出车载机当时的地舆方位;无线通讯体系选用GPRS 移动通讯体系,首要用于实时将经移动终端通讯操控设备编码后的移动车辆的经度、纬度、速度、运动方向、时刻、车辆情况以及报警等信息上传至监控中心,并将监控中心对移动端的操控指令下发至移动端;监控作业站将接纳到的车辆方位和情况信息进行恰当的数据处理后将车辆的方位及其轨道在电子地图上显现出来。然后到达对移动车辆的实时监控的意图。一起监控中心也可向移动终端发送指令完成对车辆的调度办理。
图4 车辆定位监控体系原理图
本规划中的移动终端是车辆定位监控体系的中心,首要由GPS接纳单元, GPRS通讯单元,主操控器单元,中文液晶显现屏与键盘组成的人机交互单元及电话手柄组成。其结构框图如图5所示:
图5 车载终端硬件结构框图
3. 1 GPRS通讯单元和主操控单元
GR47带有GSM/GPRS全套语音和数据功用,集成有功用强大的CPU并向用户敞开其体系资源,一起模块内嵌有TCP/IP协议栈和实时操作体系,能够集车载机的GPRS通讯和主操控器功用于一体。本规划中, GR47模块作业于内部操控器方法,操控器用于和谐移动终端中各模块的作业,进行必要的数据处理。一起, GR47具有GPRS和SMS两种无线数据传输通道。在GPRS网络情况杰出的情况下,优先通过GPRS通讯方法将车辆所在方位、速度、车号等信息传输到监控中心并接纳来自监控中心的指令。与此一起, GR47不断轮回查看GPRS网络情况,当呈现网络拥塞、GPRS未掩盖或许中心作业人员误操作导致TCP/IP衔接断开时,会马上切换到SMS方法直至TCP/IP从头树立衔接。
3. 2 GPS接纳单元
GPS-OEM板是GPS接纳单元的首要组成部分,通过天线接纳来自GPS卫星的定位信号,通过变频、扩大、滤波等一系列处理进程, 完成对GPS卫星信号的盯梢、确定、丈量,发生核算方位的数据信息(包含纬度、经度、高度、速度、日期、时刻、航向、卫星情况等) 通过规范RS232串口与GR47进行通讯,GR47循环接纳GPS —OEM板发来的定位信息,通过解算后提取出用户感兴趣的数据信息(如纬度、经度、高度、速度、日期、时刻等) ,并加上包头构成一个数据包通过无线信道发送至监控中心。
3. 3 人机交互单元
GR47模块自身供给4根行线和4 根列线,只需要很少的外围电路即可完成的4 ×5键盘,而且开发包中供给键盘扫描函数,软件完成也适当便利。联合嵌入式运用脚本言语后,直接运用模块上的键盘接口和I2C接口,不需要外挂操控器即可供给简略的人机界面。
显现屏首要是将监控中心下发的操控信息以及文本信息显现在液晶屏幕上。本规划中运用GR47模块的I2C接口, 通过I2C转并口芯片PCF837GA来操控并口操控的LCD模块,如图6所示。当脚本运转时,通过写入I2C数据以设置GPIO芯片的输出。GPIO的输出与LCD模块的数据和操控线衔接。高速的I2C数据输出使得咱们能够树立一组高达8位的离散波形,以契合LCD接口的要求。
图6显现屏接口原理图
3. 4 电话手柄单元
本规划中的电话单元既能够通过软件设置与监控中心进行通话,也能够通过手柄恣意拨打和接听电话。GR47模块供给语音信号线,规划者只需通过扩大、滤波即可取得音质杰出的语音信号。
4 软件作业流程
本体系的软件作业流程如图7所示。
图7软件流程
5 定论
因为该体系充分运用了GR47的A/D转化、UART、I2C等各种功用,因而,其结构紧凑,不论是软件仍是硬件的开发都十分便利,提高了开发功率,降低了本钱,而且产品功用大大增强。该车载移动终端通过严厉的工程测验和长时刻的试运转,作业安稳、功能牢靠,现在已批量生产。
