【正文】 $GPGLL，語句ID，表明該語句為Geographic Position（GLL）地理定位信息字段1：，度分格式（前導位數(shù)不足則補0） 字段2：緯度N（北緯）或S（南緯）字段3：，度分格式（前導位數(shù)不足則補0）字段4：經(jīng)度E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）字段5：UTC時間，字段6：狀態(tài)，A=定位，V=未定位字段7：校驗值4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理本系統(tǒng)主要由上位機管理系統(tǒng)和下位機控制終端兩部分組成。其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖１所示。上位機管理系統(tǒng)主要包括計算機及應用軟件、GSM無線通訊模塊和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成。下位機控制終端包括單片機控制系統(tǒng)和GSM無線通訊模塊。上位機管理系統(tǒng)運行在Windows操作系統(tǒng)的PC機上，采用Microsoft公司完全面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具Visual ，與SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合，通過工業(yè)級GSM模塊以現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)為媒介來完成對終端的控制。線路說明：車載終端把GPS定位裝置檢測的位置數(shù)據(jù)送入單片機模擬量的輸入口，單片機通過串口線與GSM收發(fā)器相連；在上位機管理系統(tǒng)中，GSM模塊通過串口線與PC機直接相連。上位機管理系統(tǒng)GSMmodemGSMmodem下位機控制終端GSM網(wǎng)絡(luò)LED屏圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖GPS定位裝置檢測的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機MCU單元的處理，編輯成短信息，通過串行口傳送給GSM模塊后以短消息的方式發(fā)送到上位機管理系統(tǒng)的GSM模塊。同樣，上位機管理系統(tǒng)中的PC機接收到信息后，訪問數(shù)據(jù)庫，計算出該車距離某站牌的位置，然后PC機通過串行口向GSM模塊發(fā)送命令，通過GSM以短消息的形式把設(shè)置命令發(fā)送到下位機終端系統(tǒng)的GSM模塊，對單片機進行控制，最后通過LED屏把信息顯示出來。 GSM模塊目前已經(jīng)開始使用的GSM通訊模塊有TC3AWM0GM4ZXGM18等。本系統(tǒng)采用支持中文短消息的工業(yè)級GSM模塊TC35作為通訊模塊，TC35模塊是SIEMENS公司生產(chǎn)的一種可傳送話音、傳真及數(shù)據(jù)的GSM無線接入終端。內(nèi)置雙頻GSM模塊、易集成、可方便根據(jù)應用移植升級到GPRS是該模塊的幾大特點。其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。模塊由GSM基帶處理器(GSM baseband processor)、電源專用集成電路(Power supply ASIC)，射頻電路(GSM Radio)和閃速存儲器(FLASH)等部分組成，其負責處理GSM蜂窩設(shè)備中的音頻、數(shù)據(jù)和信號。TC35i有40個引腳，通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。此模塊中第114腳為電源部分，其中15為電源電壓輸入端，610為電源地GND，11,12是充電引腳，13是對外輸出電壓(供外電路使用)，14為ACCUTEMP接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，第2429腳為SIM卡引腳，分別是CCIN,CCRST,CCIO,CCCLK,CCVCC和CCGND，第3340腳為語音接口，用來 圖2 TC35結(jié)構(gòu)框圖接電話手柄，第15,30,31和32腳為控制部分，15為啟動引腳IGT，30是RTC backup，31為Power down，32為SYNC，第1623腳為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSRO、RINGO、TXDO、CTSO、RTSO、DTRO和DCRO。其數(shù)據(jù)口采用電壓為3V的CMOS電平，可通過AT命令實現(xiàn)對模塊控制和傳輸短信數(shù)據(jù)；支持TEXT模式和PDU(protocol data unit)兩種短信傳輸模式；可選傳輸數(shù)據(jù)的波特率為300bit/s~115kbit/s；工作在EGSM900和GMS1800雙頻段時接收靈敏度為101dbm，在開闊地帶以基站為中心半徑數(shù)十公里的范圍內(nèi)可以可靠接收和發(fā)送信息，并可由AT命令實現(xiàn)模塊重啟和故障恢復；～，有休眠模式，通訊時功耗約為1～2W。 RS232C串口通信RS232C是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA(Electronic Industry Association)于1962年公布，并于1969年修訂的串行接口標準。它已經(jīng)成為國際上通用的標準。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0~20000bit/s范圍內(nèi)的通信，這個標準對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號電平、信號線功能、電氣特性、機械特性等都做了明確的規(guī)定。目前，RS232C已成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE(Data Terminal Equipment)與計算機和數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE(Data Communication Equipment)的接口標準，如Modem。不僅在遠距離通信中要經(jīng)常用到它，就是兩臺計算機或設(shè)備之間的近距離串行連接也普遍采用RS232C接口。目前RS232C是PC機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口，在PC機上的COMCOM2接口，就是RS232C接口。 RS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都做了規(guī)定。 在TXD和RXD上：邏輯1 為3~15V、邏輯0為+3~+15V； 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線； 信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）為+3~+15V； 信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓）為3~15V。 RS232C是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在RS232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換，實現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路芯片轉(zhuǎn)換器件， 如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC148SN75154可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換，MAX232芯片可完成TTL到EIA雙向電平轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)選用MAX232芯片實現(xiàn)TTL和EIA之間的電平轉(zhuǎn)換[4]。RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB25和DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同?，F(xiàn)在計算機上一般只提供DB9連接器，都為公頭。相應的連接線上的串口連接器也有公頭和母頭之分，如圖3。作為多功能I/O卡或主板上提供的COM1和COM2兩個串行接口的DB9連接器它只提供異步通信的9個信號引腳，如圖4，各針腳信號功能描述見表1。 圖3 公頭與母頭串口連接器 圖4 DB25和DB9串口連接器表1 9針串行口針腳功能針 腳符 號通 信 方 向功 能1DCD 計算機 調(diào)制解調(diào)器載波信號檢測2 RXD計算機 調(diào)制解調(diào)器接收數(shù)據(jù)3TXD 計算機 調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR計算機 調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)終端準備好5GND計算機 = 調(diào)制解調(diào)器信號地線6 DSR計算機 調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)裝置準備好7RTS計算機 調(diào)制解調(diào)器請求發(fā)送8CTS計算機 調(diào)制解調(diào)器清除發(fā)送9RI計算機 調(diào)制解調(diào)器振鈴信號提示 AT命令集GSM裝置采用SIEMENS公司生產(chǎn)的TC35i，它與PC機之間通過標準RS232C串行口連接，通訊協(xié)議是AT(Attention)指令集。AT指令集應屬于MODEM自身通信的一套規(guī)則和標準。Hayes公司的Smart modem系列產(chǎn)品己成為MODEM事實上的標準。而幾乎所有應用于計算機通信的MODEM均號稱與Hayes Smart modem兼容。所謂Hayes兼容MODEM,主要是指它能識別并執(zhí)行稱為AT命令的某些命令和命令串。目前各種MODEM除了可以執(zhí)行最基本的Hayes命令外，還有自己特有的命令。在Hayes公司建立AT命令之前，DTE(Digital Terminal Equipment)與MODEM之間是通過硬件電路來實現(xiàn)直接控制的。AT命令的建立使得DTE解脫出來，振鈴檢測、載波檢測、速率選擇等等都可以由MODEM來完成，此時TXD和RXD不僅僅傳輸數(shù)據(jù)，還傳送命令。DTE發(fā)送AT命令到MODEM,MODEM執(zhí)行通過RXD返回結(jié)果給DTE。而我們這里的GSM模塊就極類似一個無線的MODEM。AT命令集中幾乎所有的指令都以AT開始，以回車結(jié)尾。每個命令執(zhí)行成功與否都有相應的返回(返回結(jié)果碼的類型、格式等可設(shè)置)。其他一些非預期的信息(如有人撥號近來，線路無信號等)，模塊將有對應的一些信息提示，接收端可以做相應的處理。AT指令集主要有常用命令、呼叫控制命令、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)命令、安全命令、電話簿命令、短消息命令、數(shù)據(jù)和傳真命令等。該GSM遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)常用到的一些AT命令主要見表2。表2 常用AT命令命 令功 能AT+CMGF選擇短消息信息格式：0PDU。1文本(Select SMS message format)AT+CSCA設(shè)置短消息中心地址(SMS service center address)AT+CMGS發(fā)送短消息(Send SMS message)AT+CMGL列出SIM卡中的短消息PDU/TEXT。0/“REC UNREAD”未讀，1/“REC READ”已讀，2/“STO UNSENT”待發(fā)，3/“STO SENT”已發(fā)AT+CMGR讀取一條短消息(Read SMS message)AT+CNMI新短消息收到提示設(shè)置(New SMS message indications)AT+CMGD刪除SIM卡內(nèi)存的短消息(Delete SMS message) 確認站點一下是新鄉(xiāng)市的主要范圍：東西坐標范圍： (’) E——(’)E，距離9085M。南北坐標范圍： (’) N—— o(’) N，距離7768M。東西橫跨6分，。市區(qū)車速平均為4M/S，高速可達6M/S，定位信息獲取速率為1Hz；考慮到以上因素，這里采用距離站點50M的距離作為該站點的位置，當汽車進入該范圍時為站牌傳送數(shù)據(jù)。這樣，當汽車每分鐘發(fā)一次位置信息，100M的距離內(nèi)汽車一定會發(fā)送一次信息，這期間RCB4H可以獲取信息而不至于忽略站點。NMEA采用ASCII編碼傳送信息，ASCII中數(shù)字為BCD碼添加加上高四位3H，，d代表度，m代表分，新鄉(xiāng)市的坐標在度上沒有變化，只需比較分。（經(jīng)度），（緯度），而城市公交路線一般為直線，所以可以采用分別比較的經(jīng)緯度的方法，這種方法比較簡單，但是不精確，程序流程如圖5所示。如果街道比較彎曲可以采用下面比較精確的距離運算方法確定距離某站xx還有多遠。 （1）D——汽車與X站點的距離Longitude0——汽車當前經(jīng)度Latitude0——汽車當前緯度LongitudeX——X站點的經(jīng)度LatitudeX ——X站點的緯度經(jīng)度差值’緯度差值’到達xx站讀取GSM信息返回YYNN圖5 確認站點程序流程圖 PDU模式及中文短信息的編短信收發(fā)的編碼格式一共有三種：Block模式, Text模式和PDU(protocol description unit)模式。其中Block Mode已經(jīng)逐漸被淘汰，目前很少用了。Text Mode是純文本方式，可使用不同的字符集，從技術(shù)上說也可用于發(fā)送中文短消息，但國內(nèi)手機基本上不支持，主要用于歐美地區(qū)。PDU Mode被所有手機支持，可以使用任何字符集，這也是手機默認的編碼方式。Text Mode比較簡單，而且不適合做自定義數(shù)據(jù)傳輸，我們就不討論了。下面介紹的內(nèi)容，是在PDU Mode下發(fā)送和接收短消息的實現(xiàn)方法。PDU串表面上是一串ASCII碼，由“0”“9”、“A”“F”這些數(shù)字和字母組成。它們是8位的十六進制數(shù)，或者BCD碼十進制數(shù)。PDU串不僅包含可顯示的消息本身，還包含很多其他信息，如SMS服務(wù)中心號碼、目標號碼、回復號碼、編碼方式和服務(wù)時間等。發(fā)送和接收的PDU串，結(jié)構(gòu)是不完全相同的。我們先用兩個實際的例子說明PDU串的結(jié)構(gòu)和編排方式。例1，發(fā)送一條PDU格式的中文短信息，地區(qū)的SMSC號碼是（短信中心號碼）+8613800371500，目標號碼+8615939026810，短信息內(nèi)容是“你好！”，則從單片機發(fā)送到GSM模塊的PDU串可以是“0891683108301705F011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”，如果使用默認的短信中心號碼則PDU串可以是：“0011000D91685139096218F0000801064F60597DFF01”。對照PDU編碼的規(guī)范，各段含義如表5所示。例2，接收一條短信息，SMSC號碼是（短信中心號碼）+8613800371500，對方號碼是+8615893810886，則從GSM模塊讀取的PDU串為：“0891683108301705F0240D91685198830188F6000880401001156423064F60597DFF01”，表6列出了對該PDU串的詳細解釋。表3 發(fā)送PDU串分析分段含義說明08SMSC短信中心地址長度共8個8 位字節(jié)包含9191SMSC地址格式用國際格式號碼（在前面加“+”）683108301705F0SMSC短信中心號碼8613800371500字節(jié)翻轉(zhuǎn)后補“F”湊成偶數(shù)個11基本參數(shù)（TPMTI/VFP）發(fā)送TPVP，用相對格式00消息基準值（TPMR）00D目標號碼長度共13個十進制數(shù)（不包含91，“F”）91目標地址格式用國際格式號碼（在前面加“+”）685139096218F0目標