基于GPS和GPRS的小型追蹤器

3 硬件選型

該系統在選型時，在滿足使用要求的基礎上，主要的選擇目標是體積重量小、能耗低的產品以滿足室外使用和便于老人小孩攜帶的要求。

3.1 MCU

MCU選用超低功耗型MSP430系列16位單片機MSP430F149，片內有豐富的外設，可實現異步、同步及多址訪問的串行通信接口(USART0～1)以及液晶顯示驅動模塊，最多可達6×8條I／O線，工作電壓為1.8～3.6 V。5種低功耗模式的體系結構，使得該微控制器在便攜式測量等應用場合非常理想地延長了電池的使用壽命，省電模式下中斷喚醒只需6 μs。

3.2 XT55 GPS+GPRS模塊

XT55是Siemens推出的第一款也是目前的惟一一款集合了三頻GSM／GPRS和GPS接收器的模塊。預先配置的功能和超級緊湊的尺寸(體積53×34×5.1 mm3重11 g)使其十分易于集成在新的小巧型的應用設備中，節省了大量的時間和費用來做額外的硬件集成。可用于傳輸短信、語音、傳真，用于數據傳輸時最大理論傳輸速率可達85.6 kb／s，缺省值為14.kb／s，工作電壓為3.3～4.8 V，XT55內置GPS接收器，能決定其當前的位置、速度、航向。這些數據可以由MCU保存，也可以直接發送到一個操作中心。

4 系統構成

4.1 硬件設計

硬件設計上主要是MCU與XT55所集成的兩個模塊之間的串口連接。其中GPRS模塊與微控制器之間的通信協議是AT命令集，除處理串口發送、串口接收之外，微控制器與GPRS模塊之間還有一些硬件握手信號。

硬件連接完成后，在進行GPRS上網操作之前，首先要對GPRS模塊進行一定的設置，主要的設置工作有：設置通信波特率，一般設置為19 200 b／s，無奇偶位，一位停止位；設置接入網關，通過AT+CGD CONT=1，“IP”，“CMNET”命令設置GPRS接入網關為移動夢網；設置移動終端的類別；測試GPRS服務是否開通。

4.2 軟件設計

程序中所有代碼都是由C語言編寫的，并采用分層結構，從底往上分別為串口驅動層，網絡設備驅動層、PPP協議層、uIP協議層、應用層。上層函數的實現需要應用到底層函數，最終完成應用層任務，即傳送數據。

PPP(Point-to-Point Protocol)是為在同等單元之間傳輸數據包這樣的簡單鏈路而設計的，這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳送數據包，為基于各種主機、網橋和路由器的簡單連接提供一種共通的解決方案。

PPP數據幀格式如下：

標志Flag：表示一個幀的開始和結束；

地址Address：標準的廣播地址；

控制Control：用戶數據采用無序幀方式傳輸；

協議Protocol：標志封裝在幀的數據域中的協議類型，通過確定幀序列的結尾，為FCS域留出兩個字節，便可確定數據域的結尾：0xC023為網絡認證數據報；0xC021為鏈路控制數據；0x8021為網絡控制數據；

幀檢測序列FCS：差錯控制。