基于GPRS&GPS的防盜追蹤系統的設計方案

　　正常情況下， MCU 關斷這2 個模塊的電源， 只間隔一定的時間啟動這兩個模塊報告設備狀況。當傳感器一旦檢測到有異動， 處理器馬上打開這2 個模塊的供電， 使用GPS進行位置定位， GPRS 向用戶發送設備狀況以及報警。

　　L T3125 是凌力特爾公司的一款DC-DC 電源芯片， 輸入電壓可在1. 8~ 5. 5 V, 輸出在2~ 5 V 可調， 輸出峰值電流1. 2 A, 并帶使能控制開關。此芯片剛好能滿足本系統的要求， 在電池低于3. 6 V, 一直到1. 8 V 也能確保GPRS 能正常工作。

　　L P3996 是美國國家半導體公司生產的一款帶控制開關的LDO 芯片， 能把3. 6 V 輸入電壓轉成3. 3 V 電壓穩定輸出， 具有低紋波特點， 剛好滿足GPS 模塊低紋波輸入要求。

　　3. 2 處理器與通信模塊

　　GPRS 與GPS 模塊都是通過UA RT 接口對外進行通信， 如圖4 所示。GPRS 模塊對外的接口為一個標準的9線U ART 接口， 其電平為2. 8 V, 而處理器的電平為3. 3V, 因此在GPRS 模塊與處理器之間需要有一個電平轉換的buffer , 實現接口的電平匹配。系統采用的是IDT74FCT 3244Q8 作為電平轉換的芯片。GPS 模塊也是通過一個U ART 串行接口與單片機進行通信， 此串行接口使用起來比較簡單， 只有收發2 根線。

圖4 GPRS、GPS 通信模塊

　　處理器采用的是ATMEL 公司的A T91SAM7S 系列的A RM7 芯片， 具有3 個U ART , 其中一個為標準的9 線串口， 8 路A D, 內嵌512K 的Flash, 能滿足系統的需求。

　　GPRS 模塊則采用的是WAV ECOM 公司的Q 24PLUS 型號， 此模塊集成了T CP/ IP 協議棧， 對外的接口為一9 線標準串口， 通過此串口利用AT 指令控制模塊， 能夠實現數據的透明傳輸。支持GSM、GPRS 網絡， 以及4 頻段載波。GPS 模塊采用的是U blox 公司的LEA-5H 型號，支持冷熱雙啟動模式、快速定位， 內含RAM, 在有后備電池的情況下能保存位置信息， 實現快速熱啟動。輸出的信息為國際標準的NMEA 格式的字符串， 對外接口為2 線串行接口， 用戶只需接收NMEA 字符串， 并按格式提取相應信息即可。

　　3. 3 處理器與傳感器

　　傳感器采用的是Analog Device 生產的一款三維重力加速度傳感器， 其型號是ADXL335, 此傳感器能精確的實時的測量三維方向上的加速的大小， 并量化成電壓值從3個接口輸出， 用戶只需測量這3 個電壓值的大小， 并通過特定的公式計算， 從而得知3 個方向上的加速度大小。系統采用3 路10 位的AD 對輸出的電壓進行采樣， 從而得到較為精確的電壓值， 并在處理器內部通過一定的算法，把這3 個電壓值換算成加速度值， 從而判斷物體是否發生運動。

　　4 系統軟件設計

　　系統的處理器為A RM7 處理器， 并采用ECOS 嵌入式操作系統, 所有的軟件都是基于ECOS 平臺進行開發的。系統的軟件架構如圖5 所示。最底層的是位于硬件層之上的驅動層， 包括GPRS、GPS、傳感器， FLASH 等一些驅動模塊； 再上一層就是操作系統層， 這些模塊都在ECOS 操作系統目錄下而被ECOS 調用； 位于操作系統之上的即為應用層。應用層包含了系統要求的各項功能： 系統初始化、GPS 追蹤定位、運動檢測、用戶命令處理等。

圖5 系統軟件架構

　　4. 1 追蹤定位過程

　　一般情況下， 系統處于休眠模式， 并偵聽喚醒信號的到來， 一旦接收到喚醒信號， 開始檢查物體是否被移動， 若沒有移動， 則仍然用以前的位置信息作為現在的位置信息， 一旦檢測到移動， 則馬上啟動GPS 模塊， 實時獲取當前的位置信息， 并覆蓋以前的位置信息， GPRS 再把新獲取的位置信息報告給上位機， 實現位置的實時跟蹤。