出租車GPS定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：本文根據(jù)出租車公司對(duì)車輛定位功能的要求，以單片機(jī)MSP430F147為核心，集成GPS模塊、GPRS模塊，詳細(xì)論述了出租車GPS定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括硬件方案和軟件方案的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集運(yùn)行出租車車輛的實(shí)時(shí)位置信息，并且可以將采集到的信息通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到出租車運(yùn)營(yíng)公司，為出租車公司對(duì)車輛的監(jiān)控調(diào)度提供了方便。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；GPS模塊；GPRS模塊
引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，出租車作為城市公共交通的一部分，已經(jīng)成為廣大市民出行必不可少的交通工具。但是隨之而來(lái)的出租車監(jiān)控調(diào)度、安全管理卻成了每個(gè)出租車公司的一大問(wèn)題。如何簡(jiǎn)單快捷的對(duì)出租車進(jìn)行合理的調(diào)度管理，同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每輛出租車的安全狀況，針對(duì)這一問(wèn)題我們開(kāi)發(fā)了出租車GPS定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)大大方便了出租車公司對(duì)出租車的調(diào)度管理，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控出租車的位置以及安全狀況。
出租車GPS定位系統(tǒng)的功能

出租車GPS定位系統(tǒng)是出租車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，可以向出租車監(jiān)控調(diào)度中心提供出租車的實(shí)時(shí)位置信息，保證出租車運(yùn)行安全，以便對(duì)出租車進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，出租GPS定位系統(tǒng)的功能如下：
1）信息采集功能
GPS定位系統(tǒng)可以準(zhǔn)確無(wú)誤的采集車輛的實(shí)時(shí)信息（如經(jīng)度、維度、速度、方向等）。
2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能
可以存儲(chǔ)車輛ID號(hào)、停車前5分鐘的速度信息以及連續(xù)行車時(shí)間等信息。
3）數(shù)據(jù)傳輸功能

可以將采集到的出租車實(shí)時(shí)信息通過(guò)GPRS發(fā)送到監(jiān)控調(diào)度中心，便于監(jiān)控調(diào)度中心實(shí)時(shí)監(jiān)控出租車輛的位置以及安全狀況。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以單片機(jī)MSP430F147為核心控制器，集成GPS模塊、GPRS模塊、串行存儲(chǔ)器模塊和電源管理模塊。系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)框圖
Fig.1 System diagram
2.1 單片機(jī)單元

系統(tǒng)采用TI公司的MSP430F147單片機(jī)作為核心控制器[1]，此款單片機(jī)具有16位的CPU集成寄存器和常數(shù)發(fā)生器，可使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)最大化的代碼效率；集成JTAG，支持在線編程；兩個(gè)通用全雙工串行同步/異步通信接口；6個(gè)8位I/O口；外部中斷輸入接口。單片機(jī)串口0負(fù)責(zé)接收GPS模塊輸出的數(shù)據(jù)信息，分析并且提取接收到的有效信息數(shù)據(jù)，一方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，另一方面將信息通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到出租車監(jiān)控調(diào)度中心。
2.2 GPS模塊
2.2.1 GPS概述

GPS（Global Positioning System）是美國(guó)研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置，三維速度和時(shí)間信息。它是目前世界上精度高的一種導(dǎo)航系統(tǒng)，已被廣泛用于軍事、經(jīng)濟(jì)、地理信息測(cè)控及其他領(lǐng)域。GPS定位系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：GPS衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）以及GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶設(shè)備部分）。
2.2.2 GPS模塊介紹

GPS采用GS-87模塊[2]，它是一個(gè)高效能、低功耗的智能型衛(wèi)星接收模塊或稱作衛(wèi)星接收引擎，它采用美國(guó)瑟孚SiRF star III公司所設(shè)計(jì)的第三代衛(wèi)星定位接收芯片，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2，GPS Antenna（GPS天線）接收衛(wèi)星信號(hào)，將微弱的電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電流。電流經(jīng)過(guò)LNA（低噪音放大器）被放大，在通過(guò)filter 濾波器將其變頻處理，送入SIRF StarIII(由GRF3W和GSP3組成)進(jìn)行處理，將處理后的信號(hào)通過(guò)串口與單片機(jī)進(jìn)行連接。用戶通過(guò)對(duì)單片機(jī)的軟件編程控制，將GPS接收到的信息進(jìn)行處理，提取出對(duì)用戶有用的信息。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
Fig.2 System diagram