【正文】 關于短信的基本的 AT 指令如 表 所示 。 (1）基本的 AT 指令 例： AT+CMGF=0CR (設置短信 PDU 模式 ) (2）擴展的語法指令 例： AT+CFUN=0CR (GSM 模塊斷電 ) (3）讀指令語法 例： AT+CMGR?CR (讀短信 ) (4）測試命令語法： AT+CREG=?CR (查詢基站信息 ) 通過向 TC35I 寫入不同的 AT 指令，能完成多種功能， 實現(xiàn)各種 GSM 業(yè)務如網(wǎng)絡登錄、刪除 SMS 消息、列出短消息、讀取 SIM 卡上的電話號碼、發(fā)送 SMS 消息、接收 SMS 消息等。基本的 AT 指令語法結(jié)構(gòu)如下： Prefix ,Body。手機用戶所使用的各種 GSM 業(yè)務包括呼叫、短消息等都是通過 AT 指令來實現(xiàn)的。 對 SMS 的控制共有三種實現(xiàn)途徑： 最初的 Block Mode(PDU 已取代 Block Mode) ；基于 AT 命令的 Text Mode ；基于 AT 命令的 PDU Mode 。 DTE（數(shù)據(jù)終端設備）和 DCE（數(shù)據(jù)通信設備）之間的同步是為了確保 DTE 和 DCE 成功同步并使 DCE 檢測到 DTE 使用的波特率。 GSM 模塊指令 GPS 模塊傳輸過來定位信息后，還要通過 GSM 模塊將接收到的數(shù)據(jù)通過 AT 指令對 GSM 模塊進行控制將定位信息發(fā)送到指定的手機上，其中 GPS 模塊的波特率為 4800。 } GSM 模塊程序設計 本系統(tǒng)控制中心 接收到通過 GPS 模塊發(fā)來的定位信息后，還要通過 GSM 模塊將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。j++) weidu[j]=receive_buffer[j+32]。 for(j=0。i=9。)) { flag=1。(receive_buffer[5]==39。)amp。(receive_buffer[4]==39。)amp。(receive_buffer[3]==39。)amp。(receive_buffer[2]==39。)amp。 if((receive_buffer[1]==39。 } index++。$39。 receive_buffer[index]=SBUF。 ES=0。下面為 GPS 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的提取程序。圖 為所需 GPS 數(shù)據(jù)采集 流程圖。 32 GPS 模塊程序設計 本系統(tǒng)控制中心 通過 UART 接收 GPS 模塊傳來的定位信息，在接收定位信息后必須對這些信息進行處理。 （ 4） 北半球緯度或者是南半球緯度：“ N“為北半球 （ 5） 經(jīng)度：“ “就是指經(jīng)度為 116 度 20 分 分，換算 后就是 度。 （ 2） 衛(wèi)星定位狀態(tài)：“ A“表示接收到的數(shù)據(jù)時真實可用的。 GPS 數(shù)據(jù) 與 GPS 協(xié)議 GPS 衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)均以“ $”開頭，然后才是衛(wèi)星時間、位置信息以及衛(wèi)星信息等，每種信息之間以逗號隔開，以回車換行作為結(jié)束標志。 系統(tǒng)的總體流程圖 系統(tǒng)的總體流程圖如圖 所示。其工作 原理圖如圖 所示。 其工作原理圖 如圖 。 圖 GPS工作 原理圖 GSM 短信模塊 TC35i 能夠支持標準的 AT 指令 ,設計中涉及 TC35i 的 1 19 管腳作為串口通信使用 ,自動啟動 TC35i模塊 ,TC35i可以和 STC89C52串口直接連接 ,其他單片機可以根據(jù)需要進行電平轉(zhuǎn)換。 圖 控制中心 工作 原理圖 超聲波測距模塊 本系統(tǒng)使用超聲 傳感器測定用戶和障礙物之間的間距，如圖 所示為超聲傳感器發(fā)射部分工作 原理圖，如圖 所示為超聲傳感器接收部分工作 原理26 圖。 圖 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)的硬件組成 控制中心采用 STC89C52 為主芯片、 GPS 模塊以 M89 芯片為處理器、 GSM模塊以 TC35I 為處理器，語音播放模塊以 ISD4002 芯片為控制芯片。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 本系統(tǒng)由 控制中心，超聲波測距模塊， GPS 采集模塊， GSM 短信模塊 ，語音播放模塊組成 。 由于距離上的要求，從實際情況出發(fā)，選用 TC35I 模塊作為無線傳輸模塊。 （ 2） 采用 GSM 網(wǎng)絡，采用 GSM 短信息服務是一種在移動通信網(wǎng)絡上傳送簡短信息的無線應用服務，是信息在移動通信網(wǎng)絡上存儲和轉(zhuǎn)寄的過程。接收時，工作電流只有 mA，多種低功率工作模式使節(jié)能設計更方便。內(nèi)置頻率合成器 、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊 ,并融合了增強型 ShockBurst 技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。 無線通信方式選擇 本系統(tǒng)在設計無線通信方式時，有 采用 和 采用 GSM 網(wǎng)絡 兩種方案可供選擇。成本低，可以滿足本系統(tǒng)的需要。在本系統(tǒng)中， FPGA 的高速處理能力得不到充分發(fā)揮。 （ 1） 采用 FPGA 處理器， FPGA 處理器具有可編程輸入輸出單元（ IOB），可配置邏輯塊（ CLB），數(shù)字時鐘管理模塊（ DCM），嵌入式塊 RAM（ BRAM），豐富的布線資源，底層內(nèi)嵌功能單元，內(nèi)嵌專 用硬核，可以實現(xiàn)各種復雜的邏輯功能，規(guī)模大，集成度高，體積小，穩(wěn)定性好，并且可利用 EDA 軟件進行仿真和調(diào)試。所以在這里選擇第二種方案 。 由于紅外檢測容易受各種熱源、陽光源干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收；易受射頻輻射的干擾；環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。信息輸出量以可聽的方式或可觸摸的方式將障礙信息提供給盲人。 （ 2） 采用超聲波測距，超聲波模塊由換能器信息處理器和信息輸出器三部分組成。 （ 1） 采用紅外探測，它是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測。 系統(tǒng)方案選擇 系統(tǒng)方案 包括系統(tǒng)總體方案、系統(tǒng)控制芯片選擇、無線通信方式 的 選擇和方案的 最終確定。 GSM 通信 GSM 通信 實 現(xiàn)撥打固定電話和發(fā)送報警信息的作用，用戶可以和固定電話取得聯(lián)系； 如果遇到緊急情況，可實現(xiàn)一鍵報警。 利用超聲波的測距可以判斷障礙物的遠近 [15]。由于超聲在空氣中傳播有衰減，加上環(huán)境以及電路本身的噪聲干擾，測量距離有一定的上限，超過上限距離的障礙物的回波將無法檢測到；同時由于發(fā)射超聲波對接收超探頭的影響，測量距離存在下限 ，低于下限距離的障礙物回波將無法與干擾信號區(qū)別開。 障礙物 檢測 該部分是利用超聲波在空氣中傳播時遇到障礙物返回的特點來實現(xiàn)測量距離的目的。 在通信模式下用戶可撥打固定電話。 總體實現(xiàn)的功能 本系統(tǒng)由探路和通信兩種模式 組成 。在模式選取上，本系統(tǒng)采用探路和通信兩種模式。這些終端或應用設備一般運行在嵌入式系統(tǒng)里。用戶可以通過串口發(fā)送 AT 命令，即可使用 GSM 模塊。每個指令執(zhí)行成功與否都有相應的返回。到現(xiàn)在 PDUMode 已經(jīng)取代 BlockMode，后者逐漸淡出。 AT 指令在此基礎上演化并被加入 標準以及現(xiàn)在的 標準，完全標準化和比較健全的標準。 AT 后跟字母和數(shù)字表明具體的功能。由 Hayes 公司發(fā)明，現(xiàn)在已成為事實上的標準并被所有調(diào)制解調(diào)器制造商采用的一個調(diào)制解調(diào)器命令語言。 90 年代初， AT 指令僅被用于 Modem 操作。通過 TA、 TE 發(fā)送 AT 指令來控制移動臺的功能，與 GSM 網(wǎng)絡業(yè)務進行交互。還有個擴展蜂窩的概念，蜂窩半徑可以增加 一倍甚至更多。蜂窩半徑范圍根據(jù)天線高度、增益和傳播條件可以從百米以下到數(shù)十公里。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的范圍，主要用于室內(nèi)。宏蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建筑物頂上那種。 GSM 網(wǎng)絡一共有 4 種不同的蜂窩單元尺寸：宏蜂窩，微蜂窩，微微蜂窩和傘蜂窩。 GSM 是一個蜂窩網(wǎng)絡，也就是說移動電話要連接到它能搜索到的最近的蜂窩小區(qū)。從網(wǎng)絡運營商的角度看來，其優(yōu)勢是能夠部署來自不同廠商的設備，因為 GSM 作為開放標準提供了更容易的互操作性。 GSM 標準當前由 3GPP 組織負責制定和維護。GSM 較之它以前的標準最大的不同是他的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此 GSM 被看作是第二 代（ 2G）移動電話系統(tǒng)。全球超過 200 個國家和地區(qū)超過 10 億人正在使用 GSM 電話。用戶通過 GSM 模塊可以和固定用戶進行通話。四個未量，四個方程，求解就可得出接收設備的三維位置坐標，并可將接收設備的時鐘進行更正 。設時鐘誤差為Δ t，則上述公式就要變成了： cZZYYXXR *t)()()( 212121 ???????? （ ） 上式中， c 為電波傳播速度，而未知數(shù)由原來的三個變成了四個，多出了一個Δ t。然而實際上，用戶接收設備上顯示的時間和衛(wèi)星上的時間有一定的差距，不可能達到完全的一致，根據(jù)用戶接收設備的不同，這個時間上的差X Z Y (X4， Y4， Z4) (X3， Y3， Z3) (X2， Y2， Z2) (X1， Y1， Z1) 17 距也不同，接收設備性能 越好，它的時鐘就越接近衛(wèi)星時鐘。 212121 )()()( ZZYYXXR ?????? （ ） 上式 中 R 為接收設備與這顆衛(wèi)星之間間隔的距離，（ x1,y1,z1）為衛(wèi)星的空間位置坐標，（ x， y， z）為接收設備的空間位置坐標?？臻g坐標上點與點之間的直線距離 r 就是 x、 y、 z 三個坐標的距離差平方和之后開方。 GPS 的定位原理 GPS 的基本定位原理是由 24 顆導航定位衛(wèi)星連續(xù)不斷地向地球表面發(fā)送電信號，這些電信號當中包含有該衛(wèi)星發(fā)送信號的時間以及其所在的空間位置信息，用戶接收設備利用這些信息算出衛(wèi)星與其的相對位置，進而解算出接收設備本身的三維空間位置坐標。對于測地型接收機來說，兩個 單元一般分為兩個獨立的部件，觀測時將天線單元安置在觀測站上，接收單元置于觀測站附近的適當?shù)胤剑秒娎|線將兩者連成一個整機。載體上的 GPS 接收機天線在跟蹤 GPS 衛(wèi)星的過程中相對地球而運動，接收機用 GPS 信號實時地測得運動載體的狀態(tài)參數(shù) (瞬間三維位置和三維速度 )接收機硬件和機內(nèi)軟件以及 GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包，構(gòu)成完整的 GPS 用戶設備。 在 動態(tài)定位則是用 GPS 接收機測定一個運動物體的運動軌跡。 用戶設備部分即用戶接收機 能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對所接收到的 GPS 信號進行變換、放大和處理，以便測量出 GPS 信號從衛(wèi)星到接收機天線的傳播時間，解譯出15 GPS 衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文，實時地計算出觀測站的三維位置，甚至三維速度和時間。 24 顆衛(wèi)星均勻分布在 6個軌道平面內(nèi)，軌道傾角為 55 度，各個軌道平面之間相距60 度。在主控站的遙控下自動采集定軌數(shù)據(jù)并進行各項改正，每巧分鐘平滑一次觀測數(shù)據(jù)，據(jù)此推算出每 2分鐘間隔的觀測值，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控站。監(jiān)測站的主要任務是為主控站提供衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)。此外，注入站能 主動向主控站發(fā)射信號，每分鐘報告一次自己的工作狀態(tài)。三個注入站分別設在太平洋的卡瓦加蘭、印度洋的迪戈加西亞島、大西洋的阿森松島。主控站還負責糾正衛(wèi)星的軌道偏離，必要時調(diào)度衛(wèi)星，讓備用衛(wèi)星取代失控的工作衛(wèi)星。主控站設在美國本土科羅多拉。 14 GPS 系統(tǒng) 由 地面控制部分 、 空間部分 、 用戶設備部分 三大部分 構(gòu)成。目前， GPS 可以提供的民用信號定位精度為 10米左右。 GPS 最初由美國政府機構(gòu)控制使用，是目前世界上最為成熟和完好的全世界衛(wèi)星導航系統(tǒng)。 在緊急情況下用戶可通過 GSM 模塊將經(jīng)緯度信息發(fā)送到固定手機。 在 超聲波探路的同時，加以 GPS 模塊 ， GSM 模塊可以得到用戶的具體位置，實用有效。 GSM 網(wǎng)絡可以實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，具 有穩(wěn)定可靠地特點。 H D S 13 3 GPS 和 GSM 的工作原理 GPS 全球定位系統(tǒng)具有定位精度高、高效率、多功能、 操作簡便和范圍 廣泛的優(yōu)點。22 2 ???????? HSD ,工作原理如圖 所示，對于收發(fā)同體式傳感 器來說 h=0，所以 d=s。此時得到的電壓脈沖 信號非常的微弱，經(jīng)過后極的放大電路等的處理后被采集處理 [12]。具體的說就是當 40KHz 的電壓脈沖信號由導線輸入傳感器后，由壓電陶瓷晶片將此電信號轉(zhuǎn)換成機械振動，這種機械振動通過空氣向外發(fā)送出去，發(fā)送出的超聲信號向空中各方向沿直線傳播，遇到障礙物反射回來。其中相位檢測法精度高，但是監(jiān)測范圍有限，聲波幅值檢測法易受反射波的影響，采用最多的是往返時間檢測法。 超聲檢測的原理和方法 超聲檢測與超聲測距所用的方法類似。一旦達到居里溫度點 (+573℃ )，就完全喪失壓電性能。 工作溫度是指能使傳感器正常工作的溫度范圍，其溫度上限應遠低于居里點溫度。 根據(jù)傳感器的等效機電六端網(wǎng)絡圖，每一端具有一定的特性阻抗。常見超