GPS智能终端是智能交通体系（ITS体系）的重要组成部分，它将卫星定位技能（GPS）、地舆信息体系（GIS）以及无线通讯技能融于一身。现在，卫星定位终端一般由8位／16位单片机、GSM／GPRS通讯模块、GPS模块、LCD液晶显现器等组成，并且选用液晶部分与主控芯片组别离在两个外壳里的分体式结构。这儿介绍一种根据ARM920处理器和嵌入式Linux操作体系，将GPS技能与CDMA网络相结合的嵌入式智能终端并规划。该终端具有将GPS终端的动态方位、时刻、状况等信息实时地经过CDMA无线网络链接到操控中心，在具有地舆信息处理和查询功用的电子地图上进行显现，并对终端的精确方位、速度、运动方向、终端状况等根本信息进行监控和查询；报警（包含主动报警和主动报警）；显现调度信息；外接设备数据收集、本地温度收集及长途监控等功用。
1 GPS智能监控体系整体规划方案
GPS智能终端与监控中心的通讯办法是影响整个ITS体系功用的重要因素。为了处理现在终端选用GSM，GPRS网络进行数据传输缺乏的问题，规划中选用CDMA 1X网络，其理论传输速率可达300 Kb／s，数据传输速率高，永久在线，根据IP协议可以拜访整个Internet；按流量收费，价格合理；具有杰出的可扩展性，掩盖室内绝大部分区域及距海岸线120 km内的海域，根本不存在盲区。通讯速度远高于GPRS网络，愈加适合于大数据量、实时传输监控，并且易于滑润过渡到3G移动通讯体系。GPS智能监控体系由GPS智能终端、CDMA网络、Internet网、监控中心组成，如图1所示。
2 GPS智能终端的硬件规划
2．1 渠道介绍
选用ARM处理器和嵌入式技能规划的移动终端，相对于以8位／16位单片机作为中央处理器的终端而言，无论是功用上，仍是人机界面都有明显进步，是微处理器技能的重要开展。这儿选用Atmel公司的AT91RM9200处理器为主操控器。该内核归于专门用于工业操控的ARM芯片，有较宽的作业温度以及其他较好的工业参数，一起集成了丰厚的体系运用外设及规范接口；在180 MHz主频下高达200 MIPS处理速度；外部总线接口EBI。；两个USB 2．0主机口和一个USB 2．O设备口；一个10／100 Mb／s Ethernet通讯接口；4个同步／异步串口；多种串行数据通路；支撑I2C，I2S等。其丰厚的外部设备和数据传输特性是挑选它作为主操控器的首要原因。
2．2 硬件规划
GPS智能终端的硬件体系构成如图2所示。
2．2．1 ARM主控模块
AT91RM9200的串口UART2和UART3别离与CDMA模块、GPS模块通讯，在实践通讯时两路衔接都加有LVTTL电平到RS 232电平的转化电路。AT91RM9200接纳GPS模块从串口3宣布的方位信息，解分出其间有用数据进行封装，然后以规则格局经过串口2交给CDMA模块，经过CDMA网络接入Internet网终究送至ITS监控中心；接纳并解析ITS操控中心发来的短消息指令，按指令进行上传定位等操作；把体系运转状况及ITS操控中心发来的信息在液晶屏上显现出来。
2．2．2 CDMA通讯模块
CDMA模块是整个体系的通讯根底，规划中选用Fidelix公司的CDMA通讯模块FD810。该模块内嵌的高通Qualcomm MSM6025芯片，除支撑根本的通话和SMS短消息外，还支撑CDMA20001x无线数据传输。高速上下行速率与大缓存，数据传输速率高达153．6 Kb／s，可经过AT指令长途操控内置TCP／IP协议仓库。DTGS-800与AT91RM9200经过串口UART2完结数据的收发和AT指令的操作。
2．2．3 GPS模块
GPS接纳模块选用芬兰Fastrax公司的iTrax100。该模块支撑NMEA0183和Sony ASCⅡ协议的数据格局。GPS模块经过串口3将数据以固定的帧格局发送至AT91RM9200。GPS模块需求装备专门的GPS天线接纳GPS卫星信号。一般在比较开阔的区域，需接纳到3颗以上的GPS卫星信号才干进行精确认位。
2．2．4 存储器体系
存储器体系选用4 MB NOR FLASH，64 MBNAND FLASH和32 MB SDRAM。NOR FLASH经过16位数据总线与CPU交流数据，用来存储Uboot，Linux内核、文件体系；NAND FLASH存储运用程序，作为体系的数据存储器，如加载电子海图等。为充分发挥32位ARM处理器的数据处理才能，选用2片16位的HY57V281620HG并联，以构建32位SDRAM与ARM交流数据。SDRAM在体系中首要用作程序的运转空间、数据及仓库区。
首要，经过JTAG口将Uboot、Linux内核、文件体系烧写到NOR FLASH，将运用程序烧写到NANDFLASH。在体系发动时，CPU首要从复位地址0x0处读取发动代码，并将存有引导程序Uboot的NORFLASH存储器装备到：Bank0，即AT91RM9200的NCS0引脚接至NOR FLASH芯片AT49BV322AD的CE端，这样就可以从NOR FLASH发动嵌入式Linux操作体系。
3 GPS智能终端的软件规划
嵌入式Linux体系只需引导程序、Linux微内核、初始化进程3个根本元素，移植嵌入式Linux，便是使实时内核能在其他处理器（CPU）或微操控器（MCU）上运转。将嵌入式Linux移植到AT91RM9200渠道上，一般需求4个进程：下载源码和树立穿插编译环境，装备编译内核，制造文件体系，下载和调试内核。
3．1 运用程序规划
运用程序包含Uboot发动代码、串口设备驱动程序、CDMA网络数据传输程序、GPS串口通讯程序等。
（1）体系加电后复位；
（2）Uboot初始化CPU，SDRMA，分配地址空间等；
（3）Uboot把Linux内核的压缩文件解压到SDRAM中，一起Uboot把操控权移交到Linux。
Linux的内核有在FLASH存储器上直接运转和加载到内存中运转2种作业办法。这儿选用的FLASH存储器运转办法相对较杂乱，但运转速度更快；
（4）开端履行SDRMA中的代码，Linux内核初始化，完结仓库和中止的分配等；
（5）加载串口驱动模块，完结串口的初始化；
（6）运转CDMA网络数据传输程序，经过CDMA网络与Internet进行衔接；
（7）运转GPS串口通讯程序，经过串口将GPS数据送至AT91RM9200。
至此，已树立了从GPS数据收集到数据传输的完好的嵌入式监控体系。
3．2 无线接入网络程序
终端由CDMA网络接入Internet后，经过互联网进行数据传输。体系上电和载入Linux后，首要初始化CDMA模块，进行端口设置和波特率设置（115 200 b／s）；然后进入拨号等候状况。因为该终端在功用上映射为无线Modem，所以登陆网络需进行PPP拨号衔接，接入号为#777，用户名和暗码均为CARD。发动程序后，承认是否拨号成功，若成功拨号，则调用GPS串口通讯程序和网络数据传输程序；最终运用Internet完毕后，封闭无线衔接。
3．3 CDMA网络数据传输程序
在Linux操作体系下，监控终端经过CDMA网络与Internet衔接，将数据上传到监控中心。套接字Socket是许多操作体系网络编程的通用API，是介于网络运用层和传输层之间的编程接口。套接字供给了拜访基层通讯协议的很多体系调用和相应数据结构，进程在Linux上的网络通讯进程便是运用套接字传输数据的进程。，文中介绍的Socket通讯选用面向衔接的TCP协议。
客户端和服务器端的TCP运用程序流程如图3所示。客户机部分先由Socket（）创立本地套接口，给服务器端套接口地址结构赋值；用Connect（）函数使本地套接口向服务器端套接口宣布树立衔接恳求，经3次握手树立TCP衔接；若衔接树立成功，则用Send（）和Recv（）函数与服务器通讯；通讯完毕，用Close（）封闭套接口。
服务器部分由Socket（）创立套接口，并给套接口地址结构赋值；调Bind（）函数绑定套接口、用Listen（）函数在该套接口上监听恳求；当Accept（）函数承受恳求，发生新的套接口及描绘字，并与客户端衔接；在用Fork（）函数派生新的子进程与客户端通讯，主进程持续处理其他恳求。
3．4 GPS串口通讯程序
GPS串口通讯程序是对收集到的GPS数据和车辆状况数据进行解析；对时刻、经度、纬度、速度及超速报警等数据解析，并以固定格局经过串口3传送到AT91RM9200。GPS模块的作业流程如图4所示。
GPS接纳数据选用NMEA0183格局，串行通讯参数为8位数据位，无奇偶校验；1位中止位，无数据流操控。波特率设为115 200 b／s。判别帧开始是否为$G-PGGA，如果是，按位读取GPS数据，
在Linux下，一切的硬件设备都被看成是一般文件，可以经过与一般文件相同的规范体系调用完结翻开、封闭、读取和写入设备等操作。体系中每一个设备都用一种特别的设备相关文件表明，存放在／dev目录下。在Linux中，对每一个设备的描绘是经过主设备号和次设备号来专一确认的。由同一个设备驱动操控的一切设备具有相同的主设备号，主设备号描绘操控这个设备的驱动程序，即驱动程序与主设备号是一一对应的（O～255）；次设备号用来区别同一个驱动程序操控的不同设备。
4 试验与成果
运转嵌入式方针板的客户端程序收集GPS数据并发送，在上位机上运转服务器端就能接纳到GPS数据。如图5所示为GPS数据收集、接纳的调试界面的数据，比较监控中心服务器接纳到的GPS数据与终端收集到GPS数据相一致，完结了终端与监控中心无线、实时数据传输。本终端运转安稳、体系呼应时刻小于等于3 s，网络杰出情况下数据传输速率达115 200 b／s。
5 结 语
使用嵌入式Linux操作体系开发渠道供给的体系功用，可以简化多使命程序规划，下降开发难度，轻松地完结前后台编程办法难以完结的使命。因为CDMA数据传输有着永久在线、费用低价，并且可以切换到SMS办法，确保数传满有把握的许多长处，并且跟着移动通讯网络的开展，该GPS智能终端更易滑润过渡到3G移动通讯体系。因而将会有更宽广的运用远景。
