基于GR47模塊的車輛定位監控系統移動終端的設計

本設計中的移動終端是車輛定位監控系統的核心,主要由GPS接收單元, GPRS通信單元,主控制器單元,中文液晶顯示屏與鍵盤組成的人機交互單元及電話手柄組成。其結構框圖如圖5所示:

　　圖5 　車載終端硬件結構框圖

　　3. 1 GPRS通信單元和主控制單元

　　GR47帶有GSM/GPRS全套語音和數據功能,集成有功能強大的CPU并向用戶開放其系統資源,同時模塊內嵌有TCP/IP協議棧和實時操作系統,可以集車載機的GPRS通信和主控制器功能于一體。本設計中, GR47模塊工作于內部控制器方式,控制器用于協調移動終端中各模塊的工作,進行必要的數據處理。同時, GR47具有GPRS和SMS兩種無線數據傳輸通道。在GPRS網絡狀態良好的情況下,優先通過GPRS通信方式將車輛所在位置、速度、車號等信息傳輸到監控中心并接收來自監控中心的指令。與此同時, GR47不斷輪回檢查GPRS網絡狀態,當出現網絡擁塞、GPRS未覆蓋或者中心工作人員誤操作導致TCP/IP連接斷開時,會立刻切換到SMS方式直至TCP/IP重新建立連接。

　　3. 2 GPS接收單元

　　GPS-OEM板是GPS接收單元的主要組成部分,通過天線接收來自GPS衛星的定位信號,經過變頻、放大、濾波等一系列處理過程, 實現對GPS衛星信號的跟蹤、鎖定、測量,產生計算位置的數據信息(包括緯度、經度、高度、速度、日期、時間、航向、衛星狀況等) 通過標準RS232串口與GR47進行通信,GR47循環接收GPS —OEM板發來的定位信息,經過解算后提取出用戶感興趣的數據信息(如緯度、經度、高度、速度、日期、時間等) ,并加上包頭形成一個數據包通過無線信道發送至監控中心。

3. 3 人機交互單元

　　GR47模塊本身提供4根行線和4 根列線,只需要很少的外圍電路即可實現的4 ×5鍵盤,并且開發包中提供鍵盤掃描函數,軟件實現也相當方便。聯合嵌入式應用腳本語言后,直接利用模塊上的鍵盤接口和I2C接口,不需要外掛控制器即可提供簡單的人機界面。

　　顯示屏主要是將監控中心下發的控制信息以及文本信息顯示在液晶屏幕上。本設計中利用GR47模塊的I2C接口, 通過I2C轉并口芯片PCF837GA來控制并口控制的LCD模塊,如圖6所示。當腳本運行時,通過寫入I2C數據以設置GPIO芯片的輸出。GPIO的輸出與LCD模塊的數據和控制線連接。高速的I2C數據輸出使得我們可以建立一組高達8位的離散波形,以符合LCD接口的要求。

　　圖6　顯示屏接口原理圖

　　3. 4 電話手柄單元