摘 要：介紹了一種基于GPS" title="GPS">GPS和GPRS" title="GPRS">GPRS的車載定位" title="車載定位">車載定位終端系統(tǒng)設計。利用GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器接收車輛所處的位置信息，通過單片機對車輛位置的有效信息進行存儲和控制，當車載終端接收到控制中心的指令后，通過GPRS網絡傳輸車輛的位置信息。詳細討論了車載終端的硬件電路設計，包括控制模塊、GPS衛(wèi)星定位模塊和GPRS無線傳輸模塊等。實驗證明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，通信效率高，功耗低，適用于車載定位監(jiān)控領域。
　　關鍵詞：ATmega128L" title="ATmega128L">ATmega128L；GPS；GPRS；車載定位

 　　隨著經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車已經越來越普及，成為人們生活中不可缺少的一部分。隨之而來的是交通的擁擠、堵塞，交通運輸?shù)暮侠碚{度和管制顯得越來越重要，成為促進社會生產和人類生活的一個關鍵環(huán)節(jié)。公共汽車的合理調度，特種車輛的指揮和監(jiān)控，現(xiàn)代物流所要求的貨物安全與準時調運，大型企事業(yè)單位日常車輛管理等，都需要實時向總部報告自己所在的位置，或者總部能夠實時地詢問車輛的位置，以便隨時指揮調度和處理突發(fā)事件。同時，在交通運輸方面還存在著汽車的偷、盜等安全問題，交通工具的安全服務也越來越受到重視，因此車載定位監(jiān)控系統(tǒng)越來越多地受到業(yè)界的關注[1-2]。
　　GPS車輛定位跟蹤服務系統(tǒng)在這一形勢下應運而生。它采用美國的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，結合現(xiàn)代通信技術，準確測定車輛經度、緯度、格林威治時間以及車輛運行的方向和速度，并可對車輛進行遠程控制。
1 總體設計
　　車載定位系統(tǒng)主要實現(xiàn)在車載終端利用GPS衛(wèi)星定位模塊接收GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過單片機對得到的有效數(shù)據(jù)進行存儲和控制，當控制中心需要車輛的位置數(shù)據(jù)時，能通過GPRS網絡及時傳送有效數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2 車載終端電路設計
　　電路主要包括ATmega128L單片機控制模塊、GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收模塊、GPRS網絡傳輸模塊。電路結構如圖2所示。

2.1  核心控制模塊
　　處理核心選用8位低功耗微控制器ATmega128L，具有片內128 KB的程序存儲器，4KB的數(shù)據(jù)存儲器和4KB的E²PROM。它具有53個通用I/O口線、32個通用工作寄存器、實時時鐘RTC、2個USART、8通道10位ADC、具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器、SPI串行端口、與IEEE 1149.1 規(guī)范兼容的JTAG 測試接口，此接口同時還可以用于片上調試，以及6種可以通過軟件選擇的省電模式[3]。其中使用了RXD0引腳接收HOLUX GR-85傳送的GPS數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)是否有效進行判斷。通過TXD1口把有效數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS模塊?？紤]到單片機內部的Flash存儲空間較小，可利用ATmega128L的SPI口進行存儲擴展，對有效的數(shù)據(jù)進行保存。這里使用的是華邦W25X40A串口數(shù)據(jù)存儲芯片。ATmega128L模塊控制電路如圖3所示。

2.2  GPS衛(wèi)星定位模塊
　　GPS衛(wèi)星定位模塊采用HOLUX GR-85。該模塊核心采用美國瑟孚(SiRF）公司所設計的第2代低耗電量衛(wèi)星定位接收芯片，有20個通道，能夠確保最高的接收靈敏度；內部有可充電電池，可以保存星歷數(shù)據(jù)，便于快速定位；標準的MMCX天線接口，便于連接GPS天線；標準NMEA0183信號輸出；工作電壓低(3.5 V～5.5 V直流），工作電流小(70 mA），接收靈敏度為-159 dBm；TTL電平數(shù)據(jù)輸出，每秒一次GPS全數(shù)據(jù)；4800b/s串口通信波特率。使用時，只需把1端口VCC接電源，5端口GND接地，2端口TXA接ATmega128L的RXD0管腳即可實現(xiàn)GPS模塊與核心控制單片機的串口通信硬件電路連接。HOLUX GR-85模塊電路連接圖如圖4所示。

2.3  GPRS無線傳輸模塊[4-5]
　　GPRS無線傳輸部分核心采用MC35I模塊，該模塊是Siemens 公司推出的新一代無線通信GPRS 模塊,模塊的工作電壓為3.3 V～4.8 V ,可以工作在900 MHz 和1 800 MHz 兩個頻段,具有始終在線的功能且理論上傳輸速率最高可達171.2 kb/s ,通信傳輸時延較小,最長不超過3 s。MC35I 模塊主要由GSM 基帶處理器、GSM 射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF 連接器、天線接口六部分組成。MC35I 模塊的正常運行需要相應的外圍電路與其配合。
　　啟動電路由開漏極三極管和上電復位電路組成。模塊上電10 ms 后(電池電壓須大于3 V) ,為使之正常工作,必須在15 腳加時長至少為100 ms 的低電平信號,且該信號下降沿時間小于1 ms。啟動后,15 腳的信號應保持高電平。
　　數(shù)據(jù)通信電路主要完成GPRS 數(shù)據(jù)流傳輸、短消息收發(fā)、與PC 機通信、軟件流控制等功能。MC35I的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU2T RS232 接口電路標準，數(shù)據(jù)通信電路以MAXIM 公司的MAX3238 芯片為核心, 實現(xiàn)電平轉換及串口通信功能。
　　基帶處理器集成了一個與ISO781623 IC Card 標準兼容的SIM 接口。在GSM11.11為SIM 卡預留5 個引腳的基礎上,MC35I為SIM 卡接口預留了6 個引腳，所添加的CCIN 引腳用來檢測SIM 卡支架中是否插有SIM 卡。
ATmega128L的RXD1、TXD1分別連接MAX3238的RXD1、TXD1即可實現(xiàn)MC35I與核心控制電路的硬件連接。MC35I模塊電路如圖5所示。