电子巡查系统中gps智能移动终端设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：电子巡查系统中GPS智能移动终端设计引言现在以GPS（全球卫星定位系统）为核心的GIS（地理信息系统）设备正进入普及应用阶段。随着技术的发展各种移动定位终端已经深入我们的生活而同时人们需要更多基于位置的安全保障于是也向GPS提出了新的要求能否提供一种嵌入式GPS提供安防联防诸如巡查过程中保安移动信息服务位置监控调配服务等。不言而喻GPS、微型嵌入式终端等新技术必然成为GIS中一个新兴的重要研究领域。本设计主要实现电子巡查系统(图1)智能终端两个关键技术环节：GPS信息获取以及空间位置信息、总台命令的无线交互传输。系统设计以往的保安巡查没有太多设备人均一个对讲机一条警棍。随着GPS的出现基站即总台对每个保安的地理位置信息的掌握成为可能。即每个保安配备一套GPS定位设备以及一套将自身位置信息发送给总台的无线收发设备。由于给每个保安重新配备一套设备成本高昂而且淘汰已有的对讲机不够现实于是将对讲机作为已有的信道载体便一举两得只须对旧的对讲机作局部电路的调整修改就能既方便又实际地构筑前所未有的安全体系。图1电子巡查系统应用利用主板与各个功能模块的结合组成移动智能终端。它包括MCU即单片机AT89S52、GPS接收模块、模拟调制解调芯片MSM6882、液晶显示模块LCD1602、语音合成芯片XF1M01见图2。移动智能终端完成正向GPS数据采集、处理和发送以及反向对总台命令进行接收、识别、执行。其中GPS模块一秒钟输出一次GPS信息MCU将其收录并在显示模块上显示自身经纬度和时间日期。然后通过调制解调芯片将数据加载到对讲机然后无线传输给总台完成正向任务。图2智能终端结构接着会有大约半秒种时间段等待总台命令若收到总台的命令即根据数据帧判断命令类型提取相应数据经MCU处理后执行相应的显示操作和语音提示操作完成反向任务。当终端接收到目标命令信息并处理执行后重新发送回总台时前导码改变以表示命令接收成功使总台作出相应处理。例如前导码可以从“start”变成“start1”。和以往功能单一界面欠缺人性化的便携式设备相比这个GPS数据采集处理传输一体化智能终端有了功能的扩展。首先每个保安可以在LCD显示屏上看到自己的所在经纬度、时间日期等信息给保安一个直观清晰的地理位置感。另外可以实时接收来自总台的命令信息经MCU处理后将总台派遣前往的地点经纬度现实在LCD屏幕与自身位置加以对比实现信息的透明化。另一个改进是语音提示智能化以及角度偏置的计算通过接收总台发出的目标派遣地点经纬度与自身位置比较后明确清晰地提示保安该往什么方向走多远。系统终端采用51系列的单片机作MCU。用调制解调芯片把信号加载到对讲机实现无线传输代替独立的无线通信模块。液晶屏选取简单易用的LCD1602。方案大大降低成本而且稳定可靠。系统必须制定一个合理的流程(图3)以便充分发挥MCU对数据采集、处理、传输等功能。为了使系统工作尽量的稳定功能尽量的多（上行下行都有各自的处理执行时间）以及数据更新尽量的快（GPS数据一秒一帧系统处理不够用可将其改成两秒一帧）系统必须制定一个合理的时序以便统一分配时间。图3终端工作流程MCU控制各个功能模块工作可参考图4的时间安排。图4终端MCU控制时序分配如图4所示在1秒时隙内先接收GPS信号（图中GPS表示）经采集后再发送给调制芯片（图中Send_data）然后控制LCD显示（图中LCD）显示完毕后开始等待接收总台命令信号等待直至下一秒的到来相隔大约0.6秒。若下一秒到来前没有命令信号则转入下一个循环；若下一秒到来前有接收到命令信号则进入接收程序（图中Receive_data）经过短暂的数据处理时间段（图中process）后再启动显示（图中LCD2）然后驱动语言芯片发音（图中Speak）。成功收到命令信息后下一周期的“Send_data”将改变前导码以反馈给总台。硬件电路设计图5智能终端整体硬件电路MCU本设计采用AT89S52作为MCU其中P0口与P1口的234控制LCD1602；P1口的567作为同步串口控制调制解调芯片MSM6882；串口的RX接收GPS数据TX发送语音数据(见图5)。GPS模块设计采用u-blox公司的GPS接收模块nr-86该模块体积小重量轻集成高灵敏度、低功耗的NemeriX芯片方案于设计中。本模块能快速定位1Hz导航更新频率并可以对16颗卫星进行同时跟踪。支持WGS-84的数据协议。它接口简单TTL电平串口输出NMEA-0183格式的数据只须连接模块的TX端与51单片机的RX端另外单片机P1.0与模块的RESET端相连以控制模块复位。本