摘要经过研讨GPS导航以及根据GPRS无线网络数据传输的组合导航技能,给出根据GPRS网络的GPS图形导航仪单元的规划方案。
由GPS接纳机、ARM微操控器、GPRS无线模块、大容量Flash存储芯片，以及大屏幕的TFT五颜六色液晶屏组成。本图形导航设备能协助运用者取得极佳的地理信息导航协助，以及对重要信息的监控。
要害词通用分组无线事务(GPRS)全球定位体系(GPS)图形导航仪
导言
跟着近年来科技的开展以及人们对通讯及导航技能的要求进一步进步，以全球定位体系(GPS)定位技能为主的定位导航及监控技能得到了高速的开展。GPS导航定位技能在很多的职业中都得到了广泛的运用，如交通、帆海、安全等很多的范畴。可是，大多数现已投入运用的GPS导航监控设备里，很少有经过无线网络把重要的数据传输给监控者功用的设备。其他附带了数据传输功用的设备大多数也只是是经过发送短音讯的办法进行重要数据的传输和接纳，可是因为短音讯本身具有延时不确定，速度慢以及简略丢掉等缺陷，使得整个体系的安稳性下降。
本体系经过根据全新的GPRS无线网络来发送重要数据，选用大屏幕的TFT五颜六色液晶屏作为地图显现设备，使定位的可视化作用及数据传输功用的安稳性都得到了极大的加强。
1体系组成及特色
在本导航设备中，触及的中心技能是通用分组无线事务GPRS和全球定位体系GPS，下面简略介绍这两个体系的中心模块。
GPS（GlobalPositioningSystem，全球定位体系），是美国的国防导航卫星体系，是一个全球性、全天候、全地利、高精度的导航定位和时刻传递体系。24颗卫星坐落6个倾角为55°的轨迹平面内，高度为20182km，周期近12小时。卫星用两个L波段频率发射单向测距信号，差异不同卫星选用码分多址。它是一个军民两用体系，供给两个等级的服务。GPS体系是为全球范围内的飞机、舰船、坦克、地上车辆、步卒、导弹以及航天飞机等供给全天候、接连、实时、高精度的三维方位、三维速度和准确时刻，因而，具有极高的军用价值和民用远景。
GPRS(GeneralPacketRadioService，通用无线分组事务)，是一种根据GSM体系的无线分组交流技能，供给端到端的、广域的无线IP衔接。浅显地讲，GPRS是一项高速数据处理的技能，办法是以“分组”的方式传送资料到用户手上。尽管GPRS是现有GSM网络向第三代移动通讯演化的过渡技能，可是它在许多方面都具有明显的优势。GPRS是欧洲电信协会GSM体系中有关分组数据的规范。它选用信道绑缚(现在GPRS的规划能够在一个载频或8个信道中完成绑缚)和增强数据速率的办法完成高速接入,理论上可供给高达115kbps的空中接口传输速率,使若干移动用户能够一起同享一个无线信道,一个移动用户也能够运用多个无线信道。实践发送或接纳数据包的用户仅占很少一部分网络资源,而且网络容量只要在实践传输时才被占用。GPRS与现有的GSM语音体系最底子的差异是：GSM是一种电路交流体系,而GPRS是一种分组交流体系。因而,GPRS特别适用于连续的、突发的或频频的、少数的数据传输,也适用于偶然的大数据量传输。这一特色正合适大多数移动互联和设备对传输数据的要求。
GPS-GPRS定位体系车载终端的组成如图1所示。
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图1 |
导航仪的大致作业流程为:首要，终端导航设备经过自带的GPS接纳模块取得本身的详细地理方位信息以及隶属信息（如行进速度和时刻等）。然后，经过对内置的海量存储设备中的地图，把其对应当时方位的地图部分在TFT五颜六色液晶屏上显现出来，而且一起显现本身的状况（如速度、时刻、收到了操控中心的何种音讯等），设置自带的GPRS模块拨号上网，完成与Internet的衔接。接下来，就可将方才经过GPS接纳模块所取得的详细信息传输给指定的网络服务器。
网络服务器经过特定的上位机软件或相应的传输协议，对所监控的终端设备进行当时地点的方位、速度等相关信息的实时监控,并可经过网络对受控终端进行操控,完成移动终端与监控中心的双向数据传输,完成对受控终端运转状况、安全状况、技能状况的监控。
2导航体系原理
整个导航体系的原理框图如图2所示。其间中心操控器运用根据ARM7内核的AT91SAM7S64；GPS接纳模块选用瑞士UBlox公司的TIMLH,信号接纳能力强;GPRS模块选用Motorola公司的G20无线模块，特色是内嵌了TCP/IP协议，运用简略，功用安稳，显现部分选用的是Sharp公司出产的8寸TFT五颜六色液晶屏，经过显现当时方位的五颜六色地图，到达杰出的可视化作用。片外存储设备运用的是Samsung公司出产的大容量Flash存储体，长处是价格便宜，与操控器的接口简略(高速SPI总线)。
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图2 |
本导航终端首要的功用如下：
- 终端用户进行当时地点地理方位的查询；
- 当取得了当时的地理方位信息后，在TFT液晶屏上显现出对应的地图区域；
- 导航终端可对指定了网络服务器发送本身的相关信息，如地理方位、本身状况等；
- 导航终端经过接纳网络服务器发送的操控指令进行相应的操控；
- 终端用户能够经过GPRS模块拨打电话。
体系的作业原理如下：
导航终端的中心操控部分是根据ARM7内核的AT91SAM7S64微操控器，其间心是对GPS接纳模块的定位数据读取；对GPRS模块的操控，包含衔接Internet、向网络监控服务器发送数据和读取服务器发送过来的数据；最终是针对Flash存储体的操控，经过对当时取得的地理方位信息，读取存储在Flash存储体中所存储的地图的对应部分，然后在TFT五颜六色液晶屏上显现出来。
其间，操控器对GPRS模块的操控是经过串行口UART0完成的，经过发送对应的AT指令完成对G20模块的操控，如衔接Internet、向服务器发送信息和接纳数据、拨打电话等。要害指令如下：
at+mipCAll=1,cmnet//树立一个无线GPRS链接
+MIPCALL:10.103.201.135
//回来本地IP地址(注:当GPRS模块拨号上网后，会取得一个服务器供给的仅有IP，这儿以10.103.201.135为例)
at+mipopen=1,2000,10.103.67.30,3000,1
//翻开一个SOCKET，本地端口为2000,方针IP地址为
//“10.103.67.30”
OK
+MIPOPEN:1,1//回来方针端口为3000，协议类型为UDP
at+mipsend=1,41424344//向服务器发送“ABCD”4个字母,这儿以发送“ABCD”字//符为例，来替代所要发送的数据
+MIPSEND:1,1367
OK//发送成功
at+mippush=1//预备接纳数据
+MIPPUSH:0
OK//接纳数据成功
+MIPRUDP:211.139.189.180,47280,1,5,5152535455//接纳到服务器发送来的数据“QRSTU”字符
对GPS模块的数据接纳是经过串行口UART1完成的，经过设定GPS模块指定的波特率从模块的串行口取得定位数据。GPS通用的指令格局是NMEA0183，而最需求的要害信息是其间的一组定位信息。假如此刻GPS接纳机和卫星的通讯正常，则能够接纳到的定位信息的那组数据格局如下：
＄GPRMC,204700,A,3403.868,N,11709.432,W,001.9,336.9,170698,013.6,E*6E
数据阐明如下：
＄GPRMC代表GPS引荐的最短数据;
204700UTC_TIME代表24小时制的规范时刻，依照小时/分钟/秒的格局;
AA或许VA表明数据“OK”，V表明一个正告;3403.868LAT纬度值，准确到小数点前4位，后3位NLAT_DIRN表明北纬，S表明南纬;
11709.432LON经度值，准确到小数点前5位，后3位WLON_DIRW表明西经，E表明东经。
假如当时没有和卫星取得联系，那么字符串的格局为：
＄GPRMC,UTC_TIME,V,…
下面是一个比如：
＄GPRMC,204149,V,,,,,,,170698,,*3A
因为这儿只是需求接纳的信息为定位信息,即GPS引荐的最短数据，所以在接纳GPS模块的数据时，只需求判别每行数据最初的要害字是否为“＄GPRMC”，如是，则接纳下来。
最终是针对Flash存储体和TFT五颜六色液晶屏的操控。这儿，CPU运用一般的SPI高速串行总线来驱动Flash存储体。能够从当地的勘察部分取得一般精度的数字五颜六色经纬地图，并将其存储到Flash存储体中，而用一般的I/O引脚来驱动TFT五颜六色液晶屏，将从GPS模块里取得的定位信息进行剖析，然后经过处理，再在LCD上面显现Flash存储体中所存储的地图的对应部分。
