定位定向?qū)Ш较到y(tǒng)車載終端應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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（2）CPU對(duì)GPS的控制
主要是通過串行口UART1發(fā)送控制命令實(shí)現(xiàn)（GPS采樣周期的設(shè)置、GPS輸出數(shù)據(jù)選擇 、通訊波特率設(shè)置等）,同時(shí)也是通過串行口UART1接收GPS定位信息,由于GPS輸出數(shù)據(jù)采用NMEA-0183(Ver2.0)格式,輸出數(shù)據(jù)為多組,在本系統(tǒng)中,僅選擇了取其中的一組數(shù)據(jù)：GPRMC(推薦最小數(shù)據(jù)量的GPS具體內(nèi)容/傳輸數(shù)據(jù)),其格式見圖3,其中,當(dāng)且僅當(dāng)GPS輸出數(shù)據(jù)為有效定位數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)應(yīng)的UTC時(shí)間才為當(dāng)前準(zhǔn)確時(shí)間。
圖3 GPS數(shù)據(jù)格式（GPRMC）
（3）CPU對(duì)其它外圍接口的控制
主要通過通用I/O口實(shí)現(xiàn)開關(guān)（電平）輸入/輸出,同時(shí)通過外部中斷的方式實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)與車用防盜報(bào)警器、緊急報(bào)警（SOS）、醫(yī)療服務(wù)、故障服務(wù)、點(diǎn)火信號(hào)等的接口。
（4）CPU對(duì)系統(tǒng)的整體控制：
首先,CPU完成對(duì)GPRS、GPS及外圍接口的初始化工作;其次,CPU通過串行口UART1對(duì)GPRS進(jìn)行操作,完成從撥號(hào)到PPP協(xié)商（創(chuàng)建PPP鏈路、用戶驗(yàn)證、PPP回叫控制、協(xié)商和調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議）,并與服務(wù)器建立起TCP連接;然后,在保證與服務(wù)器之間的TCP連接正常的前提下,實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互與控制;最后,CPU還必須要周期性地對(duì)系統(tǒng)終端的當(dāng)前狀態(tài)作出測(cè)試及判斷,并對(duì)各種實(shí)際情況作出相應(yīng)的處理,以保證系統(tǒng)能正常而穩(wěn)定地工作。
四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
在整個(gè)GPS_GPRS定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,涉及到服務(wù)器軟件、客戶端應(yīng)用軟件及車載終端底層軟件。在此,主要就車載終端底層軟件的設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的說明。
在GPS_GPRS定位系統(tǒng)車載終端底層軟件的設(shè)計(jì)中,程序采用了模塊化設(shè)計(jì),軟件由一個(gè)主程序和若干個(gè)子程序構(gòu)成,其中,子程序主要完成一些單一的基本工能,主程序則主要負(fù)責(zé)完成對(duì)各個(gè)功能模塊（即子程序）的調(diào)用,同時(shí)對(duì)車載終端的資源及邏輯作出規(guī)劃,主程序框圖如圖4所示。
圖4 系統(tǒng)主程序框圖
下面就主程序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)作出如下闡述：
當(dāng)系統(tǒng)完成GPS及GPRS的初始化之后,即進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)、PPP協(xié)商、TCP聯(lián)結(jié)等操作,當(dāng)車載終端與服務(wù)器之間建立起網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)之后,便可通過自定義的車載終端與服務(wù)器之間的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
在此過程中,系統(tǒng)會(huì)首先判斷,當(dāng)前系統(tǒng)是否允許終端將GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳,并進(jìn)行相應(yīng)操作;同時(shí),會(huì)檢測(cè)是否收到控制命令（包括通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的控制命令,或通過短信方式發(fā)出來的命令,或是通過遙控器發(fā)出的控制命令）,倘若收到了控制命令,則對(duì)命令的合法性作出判斷,并進(jìn)行相應(yīng)的處理。
同時(shí),系統(tǒng)會(huì)定時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試,倘若網(wǎng)絡(luò)測(cè)試正常,則返回到繼續(xù)判斷控制命令及對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行處理;倘若網(wǎng)絡(luò)測(cè)試不正常,則進(jìn)行有限次嘗試,倘若有限次嘗試均以失敗告終,而主動(dòng)斷開網(wǎng)絡(luò)連結(jié),并對(duì)GPRS作出復(fù)位及再次初始化操作,之后,再重復(fù)主程序的撥號(hào)、PPP協(xié)商、TCP聯(lián)結(jié)及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互工作。
其中,與GPRS的數(shù)據(jù)交換,通過串行口UART0中斷完成;與GPS的數(shù)據(jù)交換,通過串行口UART1完成;另外,外部警情接收通過外部中斷0和1完成,無線遙控接收由外部中斷2完成。通訊超時(shí)及定時(shí)處理,由定時(shí)器TIME2完成,它們均以子程序的形式存在于車載終端控制軟件中,同時(shí)還包括一些對(duì)GPRS、GPS模塊進(jìn)行初始化及設(shè)置,以及PPP協(xié)議、TCP/IP協(xié)議的解析與實(shí)現(xiàn)子程序,具體框圖及說明略。
由以上對(duì)車載載終端控制程序的說明可知,車載終端工作流程控制程序的工作流程如下：
1：與服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)連接;
2：與服務(wù)器建立TCP聯(lián)結(jié);
3：對(duì)用戶進(jìn)行注冊(cè);
4：向服務(wù)器發(fā)送GPS定位數(shù)據(jù);
5：默認(rèn)狀態(tài)下,按設(shè)定周期（默認(rèn)狀態(tài)為每5秒一幀）,定位數(shù)據(jù)不間斷地上傳到服務(wù)器;
6：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測(cè)及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測(cè)試,并據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前狀況,作出相應(yīng)處理（比如斷線重?fù)埽?
7：接收網(wǎng)絡(luò)或第三方控制或操作命令,并作出相應(yīng)處理（比如：GPS采樣周期設(shè)定、停止發(fā)送GPS數(shù)據(jù)、開始發(fā)送GPS數(shù)據(jù)、設(shè)置監(jiān)聽號(hào)碼、更改操作密碼等）;
8：處理突發(fā)警情（自動(dòng)撥打監(jiān)聽中心號(hào)碼、上報(bào)求助警情信息等）。
五、結(jié)語
利用GPRS的數(shù)據(jù)傳輸功能,對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸,與以往GPS監(jiān)控系統(tǒng)所采用的短信、GSM數(shù)據(jù)通道或DTMF數(shù)據(jù)傳輸?shù)葌鹘y(tǒng)方法相比,運(yùn)營(yíng)成本得到了極大的降低,同時(shí)其可操作性及實(shí)時(shí)性也都有了顯著的提高,而且成本較低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,達(dá)到了較高的可靠性。
該系統(tǒng)中,PPP、TCP/IP協(xié)議棧都由8位單片機(jī)完成,由于速度上的限制,使得系統(tǒng)中的協(xié)議棧只能椐實(shí)際應(yīng)用而作出相應(yīng)的壓縮與處理,但這已足以達(dá)到該系統(tǒng)的資源需求。同時(shí),該系統(tǒng)為以GPRS為代表的無線網(wǎng)絡(luò)接入方式的應(yīng)用提供了一個(gè)可循的途徑。隨著GPRS、C DMA等無線網(wǎng)絡(luò)接入方式的不斷完善,相信以此為代表的新一代無線數(shù)據(jù)傳輸方式具有很大的應(yīng)用前景。
評(píng)論