車載gps智能終端的設(shè)計和實現(xiàn)

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1、車載GPS智能終端的設(shè)計和實現(xiàn).freel，即ITS）采用技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等于手段對傳統(tǒng)交通運行系統(tǒng)進行改造，以達到增強系統(tǒng)運行效率、提高系統(tǒng)可靠性和安全性、減少能源消耗和對自然界的污染等目的。ITS總體來說包括四部分：交通信息采集部分、車輛調(diào)度控制部分、電子收費系統(tǒng)和交通信息服務(wù)。其中的每個部分都需要車載終端的參與：在交通信息采集部分，需要車載終端提供車輛的準確定位信息和車輛運行情況信息；在車輛調(diào)度控制部分，車載終端作為控制的接收端，負責(zé)接收ITS中心的調(diào)度指揮信息；電子收費系統(tǒng)需要車載終端與收費站自動完成付費交易；車載終端還是交通信息服務(wù)的接收平臺，把服務(wù)顯示給車輛駕駛

2、員和乘客。因此，車載終端是ITS系統(tǒng)中非常重要的組合部分。本文所介紹的“車載GPS智能終端”就是ITS車載終端的一個具體實現(xiàn)。下面詳細介紹車載終端系統(tǒng)的功能與設(shè)計實現(xiàn)方法。1車載GPS智能終端的功能根據(jù)ITS系統(tǒng)的要求.freel，GPS）的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，使用也非常方便，通過專用的GPS模塊即可方便地獲得車載GPS智能終端所在的全球定位坐標。其定位精度比較高，一般誤小于15m。如何把定位信息發(fā)送給ITS中心一直是比較難解決的問題之一。以往的ITS系統(tǒng)多采用集群通信系統(tǒng)實現(xiàn)車載終端與ITS中心的通訊。但是這種系統(tǒng)具有覆蓋區(qū)域小、安裝維護費用高、技術(shù)復(fù)雜等缺點。近兩年隨著GSM/GP

3、RS網(wǎng)在中國的普及，車載終端通過GSM/GPRS網(wǎng)與ITS中心通訊的方式已經(jīng)成為最受歡迎的方式。這主要由于以下原因：（1）GSM/GPRS網(wǎng)覆蓋面廣，目前已經(jīng)遍及我國大部分地區(qū)，包括鄉(xiāng)村和邊遠地區(qū)；（2）無需建網(wǎng)、維護；（3）GSM/GPRS網(wǎng)可靠性高、誤碼率低；（4）使用短消息功能或GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸，費用比較低；（5）由于GSM/GPRS技術(shù)使用廣泛，提供相應(yīng)通訊模塊的廠商較多，價格也比較合理。這里設(shè)計的ITS系統(tǒng)就是基于GPS衛(wèi)星系統(tǒng)和GSM/GPRS這兩大系統(tǒng)的。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。首先車載GPS智能終端通過GPS衛(wèi)星定位自己的全球坐標；然后以消息或GPRS數(shù)據(jù)通訊方式把定位

4、信息發(fā)送到ITS中心，ITS中心的控制調(diào)度命令也是通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到車載GPS智能終端中，終端與ITS中心的通訊符合專用的命令協(xié)議；最后，互聯(lián)網(wǎng)的用戶還可以通過VPN專用網(wǎng)技術(shù)或其它安全聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接到ITS中心，以控制、查看車載終端的狀態(tài)。3車載GPS智能終端硬件系統(tǒng)的設(shè)計車載GPS智能終端利用單片機與GSM模塊聯(lián)合設(shè)計了一個符合型終端功能需求的硬件解決方案。其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。3.1主控單片機主控單片機采用具有兩個串口的高性能單片機模塊使用GSM模塊可以方便地利用GSM網(wǎng)進行通訊。它同主控制器以串行口的方式連接，并采用一定的波特率進行通信。主控制器可以通過AT命令

5、控制GSM模塊使其發(fā)送短消息，使用GPRS傳送數(shù)據(jù)或進行語音通話。GSM模塊硬件連接圖如圖3所示。GSM模塊與單片機之間采用標準的串行口進行通訊，通訊的最高波特率可以達到115200bit/s。GSM模塊與SIM卡之間主要通過SIMCLK和SIMDATA信號線進行數(shù)據(jù)通信。為了保證發(fā)送短消息與短消息到達之間的時間間隔盡量短，選用的SIM卡最好是同一個電信運營商提供的。在使用GPRS功能時，還需要選擇支持GPRS的SIM卡，并開通GPRS服務(wù)。GSM模塊還支持驅(qū)動兩路麥克風(fēng)、兩路揚聲器和一路蜂鳴器。其中一路麥克風(fēng)和揚聲器可以連到手柄的聽筒上，以實現(xiàn)車載電話功能。3.3GPS模塊GPS模

6、塊用于接收GPS衛(wèi)星的信號，并計算出車載終端目前所在位置。采用的GPS模塊由變頻器、信號通道、微處理器和存儲單元組成。GPS模塊通過串行口向主控制器發(fā)送定位坐標；主控制器也可以向GPS模塊發(fā)送設(shè)置命令，以控制GPS模塊的狀態(tài)和工作方式。GPS模塊需要配備專門的GPS天線接收GPS衛(wèi)星信號。一般在比較開闊的地區(qū)，需接收到三顆以上的GPS衛(wèi)星信號才能進行準確定位。在車載GPS智能終端系統(tǒng)中，把天線放置在車頂可以有比較好的定位效果。3.4電源模塊電源模塊用于給系統(tǒng)中的其它模塊供電。終端系統(tǒng)需要電源模塊提供三路電壓，分別為：3.6V、5V、3.3V。其中，GSM模塊在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時需要的電

7、流比較大（約為2A），選用了National公司的LM2576電源芯片。它是一種P方式調(diào)制的高功率穩(wěn)壓芯片，可以提供高達3.5A的尖鋒電流。電源模塊中還設(shè)計了后備電池系統(tǒng)，在車載電源不工作或被破壞時給車載GPS終端供電。在車載電源工作正常的情況下，后備電池會自動被充電。4車載GPS智能終端軟件系統(tǒng)的設(shè)計首先介紹程序響應(yīng)的中斷系統(tǒng)。由于單片機與模塊之間的通訊是不定期、不定長的通訊，為了保證不出現(xiàn)阻塞情況，系統(tǒng)采用中斷接收方式：把接收到的所有數(shù)據(jù)在中斷過程中放