出租車GPS定位系統的設計

摘要：本文根據出租車公司對車輛定位功能的要求，以單片機MSP430F147為核心，集成GPS模塊、GPRS模塊，詳細論述了出租車GPS定位系統的設計，其中包括硬件方案和軟件方案的設計。該系統可以實時采集運行出租車車輛的實時位置信息，并且可以將采集到的信息通過GPRS模塊發送到出租車運營公司，為出租車公司對車輛的監控調度提供了方便。
關鍵詞：單片機；GPS模塊；GPRS模塊
引言

隨著現代社會的快速發展，出租車作為城市公共交通的一部分，已經成為廣大市民出行必不可少的交通工具。但是隨之而來的出租車監控調度、安全管理卻成了每個出租車公司的一大問題。如何簡單快捷的對出租車進行合理的調度管理，同時可以實時監控每輛出租車的安全狀況，針對這一問題我們開發了出租車GPS定位系統，此系統大大方便了出租車公司對出租車的調度管理，同時還可以實時監控出租車的位置以及安全狀況。
出租車GPS定位系統的功能

出租車GPS定位系統是出租車監控調度系統的一個組成部分，可以向出租車監控調度中心提供出租車的實時位置信息，保證出租車運行安全，以便對出租車進行實時跟蹤，出租GPS定位系統的功能如下：
1）信息采集功能
GPS定位系統可以準確無誤的采集車輛的實時信息（如經度、維度、速度、方向等）。
2）數據存儲功能
可以存儲車輛ID號、停車前5分鐘的速度信息以及連續行車時間等信息。
3）數據傳輸功能

可以將采集到的出租車實時信息通過GPRS發送到監控調度中心，便于監控調度中心實時監控出租車輛的位置以及安全狀況。
系統硬件設計

系統以單片機MSP430F147為核心控制器，集成GPS模塊、GPRS模塊、串行存儲器模塊和電源管理模塊。系統框圖見圖1。

圖1 系統框圖
Fig.1 System diagram
2.1 單片機單元

系統采用TI公司的MSP430F147單片機作為核心控制器[1]，此款單片機具有16位的CPU集成寄存器和常數發生器，可使單片機實現最大化的代碼效率；集成JTAG，支持在線編程；兩個通用全雙工串行同步/異步通信接口；6個8位I/O口；外部中斷輸入接口。單片機串口0負責接收GPS模塊輸出的數據信息，分析并且提取接收到的有效信息數據，一方面對數據進行存儲，另一方面將信息通過GPRS模塊發送到出租車監控調度中心。
2.2 GPS模塊
2.2.1 GPS概述

GPS（Global Positioning System）是美國研制的新一代衛星導航定位系統，可向全球用戶提供連續、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。它是目前世界上精度高的一種導航系統，已被廣泛用于軍事、經濟、地理信息測控及其他領域。GPS定位系統由三個部分組成：GPS衛星星座（空間部分）、地面監控系統（地面控制部分）以及GPS信號接收機（用戶設備部分）。
2.2.2 GPS模塊介紹

GPS采用GS-87模塊[2]，它是一個高效能、低功耗的智能型衛星接收模塊或稱作衛星接收引擎，它采用美國瑟孚SiRF star III公司所設計的第三代衛星定位接收芯片，是一個完整的衛星定位接收器具備全方位功能。其系統結構如圖2，GPS Antenna（GPS天線）接收衛星信號，將微弱的電磁波能轉化為相應電流。電流經過LNA（低噪音放大器）被放大，在通過filter 濾波器將其變頻處理，送入SIRF StarIII(由GRF3W和GSP3組成)進行處理，將處理后的信號通過串口與單片機進行連接。用戶通過對單片機的軟件編程控制，將GPS接收到的信息進行處理，提取出對用戶有用的信息。

圖2 系統結構圖
Fig.2 System diagram