【導(dǎo)讀】隨著移動技術(shù)的發(fā)展，越來越多的科學(xué)研究和工程方面需要運用GPS技術(shù)，基于GSM網(wǎng)絡(luò)的的系統(tǒng)都將無法滿足當(dāng)前用戶的要求。前者GPS定位信號受到。建筑物及其地形的影響，會存在定位盲區(qū)。提出了一種以單片機AT89C55為控制核心，配以開關(guān)電路，穩(wěn)壓電源GR-85. 外圍電路接口，TC35接口電路的遠(yuǎn)程定位監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方法。

　　

【正文】 22,*70 $GPRMC,A,N,E,180308,A*60 由于 GPS模塊輸出的數(shù)據(jù)眾多，經(jīng)分析其中 GPRMC語句包含了時間、經(jīng)緯度、速度、運動方向 、是否有效定位的信息，滿足本系統(tǒng)的需求，并且語句簡練，所以本系統(tǒng)中 GPRMC方式，例如輸出的數(shù)據(jù)： $GPRMC,A,N,W,120598,*10 其意義如下表 52所示，在無 SA的影響下，其接收的定位數(shù)據(jù) 90%在l0m以內(nèi)。 NEMA 種類 說明 GPGGA 全球定位系統(tǒng)的定位數(shù)據(jù) GPGLL 地理位置 —— 緯度 /經(jīng)度 GPGSA GNSS DOP偏差信息和活動的衛(wèi)星 GPGSV GNSS天空范圍內(nèi)的衛(wèi)星 GPRMC 推薦最小數(shù)據(jù)量的定位（指達(dá)到定為目的） GPVTG 對地方向和對地速度 GPMSS 無線電信標(biāo)，信噪比，信號強度，頻率等 GPZDA PPS時間信息（與 PPS同步） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 表 GPRMC數(shù)據(jù)含義 NMEA0183的輸入消息 輸入消息主要是傳遞命令， 如串口工作方式的設(shè)定、導(dǎo)航數(shù)據(jù)的輸出方式和數(shù)據(jù)通信采用的協(xié)議方式等等。其輸入格式如下表 ： 表 NMEA0183輸入消息格式 輸入頭 數(shù)據(jù)段 校驗和（ 1字節(jié)） 結(jié)束符 $PSRFMID DATA CHECK SUM CRLF 其中 MID為控制類型，校驗和前面加 *號，校驗和不能包括 $和 *兩個字符。 例如單片機向串口發(fā)送如下數(shù)據(jù)： $PSRF100,0,9600,8,1,0*0C\r\n 其含義表示為設(shè)定 GPS模塊串口波特率為 9600bps， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位，無奇偶校驗位，并在設(shè)定完串口后切換到 SiRF Binary工作方式，其中 100就是設(shè)定串口的消息頭，不同的消息包含的數(shù)據(jù)長度都不一樣。 （ 2） SiRF Binary消息 SiRF Binary消息是 SiRF公司自定義的數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)流上的數(shù)據(jù)都采用二進(jìn)制的方式。其消息的輸入輸出具有相同的格式，如下表 ： 名稱 例子 單位 說明 信息代碼 $GPRMC RMC協(xié)議字頭 標(biāo)準(zhǔn)定位時間 時時分分秒秒 .秒秒秒 定位狀態(tài) A A定位有 效， V定位無效 緯度 度度分分 .分分分分 北 /南指示 N N表示北半球， S表示南半球 經(jīng)度 度度度分分 .分分分分 東 /西指示 W E表示東半球， W表示西半球 對地速度 節(jié) 1節(jié)＝ 對地方向 度 實際值 日期 120598 日日月月年年 磁極變量 度 E表示東， W表示西 校驗和 *10 CRLF 信息結(jié)束標(biāo)志 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 表 SiRF Binary數(shù)據(jù)流格式 Start Sequence Data Length Data Check Sum End Sequence 0xA0， 0xA2 2個字節(jié) 1023Byte 2個字節(jié) 0xB0， 0xB3 其中： 0xA0， 0xA2— 表示 SiRF Binary消息格式的開始，這兩個字符在有效數(shù)據(jù)鏈中不容易出現(xiàn)。 Data Length—— 表示有效數(shù)據(jù)信息的長度，最大值不會超過 1023個字節(jié)。 Data—— 代表所有命令或?qū)Ш綌?shù)據(jù)的信息，其第一個字節(jié)表示Message ID(消息類型 )。當(dāng)里面用多個字節(jié)表示信息時，字節(jié)順序采用大端(bigendian)模式，數(shù)據(jù)的總字節(jié)不能超過 1023個字節(jié)。 Check Sum—— 數(shù)據(jù)信息的校驗和，其包括 Data Length和 Data兩項，也 采用大端模式。 0xB0， 0xB3—— 表示 SiRF Binary消息的結(jié)束，這兩個字符在有效數(shù)據(jù)鏈中也不容易出現(xiàn)。 例如要求模塊在 SiRF Binary消息格式下轉(zhuǎn)換為 NMEA0183消息格式，并設(shè)定在轉(zhuǎn)換后串口的波特率為 4800bps，其輸入如下的數(shù)據(jù)就可以實現(xiàn)。 A0A202188102021100010501050100010001000100010001000112C4016AB0B3 A0A20218—— Start Sequence和 Data Length 8102021100010501050100010001000100010001000112C0 ——data，其中第一個字節(jié) 81就是把 SiRF Binary消息轉(zhuǎn)換為 NMEA0183消息的Message ID，最后兩個字節(jié) 12C0的十進(jìn)制值為 4800，表示轉(zhuǎn)換后串口的波特率。 模塊 AT 控制指令分析 在軟件設(shè)計中，對 TC35模塊的操作是通過 AT命令來實現(xiàn)，如語音通訊、短信收發(fā)、基站數(shù)據(jù)采集等功能，它與 MCU單片 機之間通過串口傳遞命令。TC35模塊的通訊全部采用 AT指令完成， AT指令介紹如下： 所有 AT指令的回應(yīng)格式：“ CRLF回應(yīng) CRLF”。 表 AT指令格式和回應(yīng)格式 測試指令 AT+CXXX=? 移動設(shè)備將返回參數(shù)的列表以及它們各自西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 的可寫值的范圍 讀取指令 AT+CXXX? 此指令將返回這個或幾個參數(shù)的當(dāng)前值 寫入指令 AT+CXXX=... 此指令可設(shè)置用戶可定義參數(shù)的值 執(zhí)行指令 AT+CXXX 此指令可讓 TC35執(zhí)行相應(yīng)的無參數(shù)動作 本系統(tǒng)中所 用到的 AT指令列表如下： 表 本系統(tǒng)采用的 AT指令介紹 ATD 拔號創(chuàng)建一個通話 ATE 使能是否回送指令 AT+IPR 波特率設(shè)定 AT+CSCA 設(shè)置短信信息中心號碼 AT+CMGC 發(fā)送一條短信息 AT+CMGD 刪除短信息 AT+CMGF 選擇短信模式 AT+CMGL 列表顯示首選儲存器中的短信 AT+CMGR 讀取短信 AT+CMGS 發(fā)送短信 AT+CNMI 新短信的通知方式 AT^SMSO 關(guān)閉模塊 由上可得出控制 TC35收發(fā)短信的方法 ： 發(fā)送短信： 設(shè)置： AT+CMGF=1（ 0為 PDU模式， 1為文本模式，設(shè)置為文本模式），返回 OK，接著 ATamp。W保存設(shè)置，返回 OK。 AT+CMGS=13909254240（ 13909254240為目的者號碼），返回字符 ，收到字符 之后才能串口輸入短信的內(nèi)容。 待返回字符 后即可輸入短信的內(nèi)容，內(nèi)容為 ASCII碼形式，輸入完畢必須以 0x1A作為輸入結(jié)束標(biāo)志。 短信發(fā)送成功后模塊返回： +CMGS： 101 OK （ 101為模塊發(fā)送短信條數(shù)的編號） 接收短信（查詢方式）： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 AT+CMGL=REC UNREAD（查詢未讀的新短信） 若無新短信模塊返回 OK，若有新短信模塊返回： +CMGR ： REC UNREAD,+8613909254240,08/03/24,08:29:32+32 Hello OK （ Hello 為短信的內(nèi)容） 短消息內(nèi)容編碼GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中規(guī)定一條短消息 的最大長度不能超過 140個字節(jié) (8bit)如果采用不同的編碼其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量有所不同，其編碼方式主要包括： 7bit編碼、8bit編碼和 16bit編碼。 (1)7bit編碼 7bit編碼其適用的對象是 ASCII碼。由于 ASCII碼的最高位為 0，即所有ASCII碼的值都小于 0x80，其實際代表 ASCII碼值的只有 7位，因此其最高位可以被忽略。例如在連續(xù)的一竄 ASCII碼中，其編碼過程就是將第 2個字符的第 0位填補到第一個字符的第 7位形成第 1個新字符，然后把第 2個字符向右移 1位，再把第 3個字 符的第 0位分別放至第 2個字符的第 6位形成第 2個新字符，這樣依次類推， 8個 ASCII碼字符就可以重新組成 7個字符。如果最后碰到不足 8個 ASCII碼，那么最后一個 ASCII碼符的剩下的有效位右移后高位全部補 0形成最后一個新字符。因此 160個 ASCII碼字符經(jīng)編碼后形成 140個新字符，這樣也就達(dá)到了一條短消息可以發(fā)送 160個 ACCII字符的能力。假設(shè)要發(fā)短消息的內(nèi)容為“ Hello UESTC!”，其 7bit編碼的實現(xiàn)過程如下表 ： 表 7bit編碼的實現(xiàn)過程 字符 ASCII碼 ASCII碼二進(jìn)制 移位變換后 最后編碼值 H 48 0100 1000 1100 1000 C8 e 65 0110 0101 0011 0010 32 l 6C 0110 1100 1001 1011 98 l 6C 0110 1100 1111 1101 FD o 6F 0110 1111 0000 0110 06 （ space） 20 0010 0000 0101 0101 55 U 55 0101 0101 1000 1011 8B E 45 0100 0101 S 53 0101 0011 0101 0101 53 T 54 0101 0100 1110 1010 EA 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 C 43 0100 0011 0011 0000 30 ! 21 0010 0001 0000 0100 04 在上面的字符“ !”其移位編碼后剩下的有效位為 0100，因此通過高 4位補 0后形成最后一個字符 0000100，最后短消息的內(nèi)容長度由 12個字節(jié)變?yōu)?11個字節(jié)。 (2)8bit編碼 8bit編碼就是通常的字節(jié)傳輸，任何字符如“ H”就以 0x48來傳輸，其可以傳輸任何大小范 圍的字符。該編碼方式通常無法直接通過手機來顯示，一般用來傳輸數(shù)據(jù)，其傳輸長度最大為 140個字符。 (3)16bit編碼 通常中文采用的是用 2個字節(jié)來表示，在標(biāo)準(zhǔn)中制定了 GB2312碼。但是短消息發(fā)送或接收只支持 Unicode碼，因此短消息處理中文時還要把 GB2312碼轉(zhuǎn)換成 Unicode碼，其仍用 2個字節(jié) 16bit表示，例如漢字“中”的 GB2312碼為 D6D0， Unicode碼為 4E2D。當(dāng)然 16bit編碼不只是用在中文處理上，另外在處理圖像、日文等方面也必須采用這種編碼方式，其一條短 消息最大的長度不能超過 70個字符 。 短消息模式 移動終端或短消息服務(wù)中心在接收和發(fā)送短消息時支持兩種模式：文本模式和 PDU(protocol description unit)模式。 （ 1）文本 text模式 Text 模式是一種在短消息收發(fā)過程中比較簡單的模式，只適合用來傳送一些可顯示的字符，如 ASCII碼，它的應(yīng)用也將被綁定在一些預(yù)先設(shè)置的編碼中，這種模式在某些手機中也不支持，不過操作起來非常簡單。 假如要發(fā)送的內(nèi)容為“ Hello UESTC！”，發(fā)送的目標(biāo)地址號碼為13909254240?？梢酝ㄟ^一條簡單的 AT命令來實現(xiàn)，其 AT命令的格式為： AT + CMGS=da[， toda]CRtextctrlz， 其中： da是目標(biāo)地址號碼，用 BCD碼表示； toda是目標(biāo)地址號碼類型；149或 129， 149是國際類型號碼一般在號碼前加 +， 129是國內(nèi)類型號碼號碼前不加 +； CR是回車，其值為 13； text是要發(fā)送的內(nèi)容； ctrlz是文本內(nèi)容的結(jié)束符，其值為 26。 那么發(fā)送這條短消息就可用下面的命令來實現(xiàn)。 第一、置短消息格式方法 輸入 ： AT + CMGF= 1 回車 返回： OK 第二、發(fā)送短消息 輸入： AT + CMGS=“ 13909254240”，回車 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 返回： 輸入：“ Hello UESTC!” ctrlz 返回： + CMGS： 發(fā)送的條數(shù) OK （ 2） PDU模式 PDU模式是目前在短消息收發(fā)中用的最多的模式，其內(nèi)容不受任何限制，可以是圖像、文本、鈴聲，也可以使用任 何一種編碼方式，有逐步取代其他模式的趨勢。 PDU格式短消息在發(fā)送和接收時稍有不同，分別如表 示： 表 發(fā)送 PDU格式 長度 (字節(jié)） 112 1 1 212 1 1 0、 1或 7 1 0140 名稱 SCA PDUType MR DA PID DCS VP UDL UD 表 接收 PDU格式 長度 (字節(jié)） 112 1 21