论文部分内容阅读
[摘要]介绍采用GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）技术作为GPS车载卫星定位系统的无线数据传输方法，提出通过GPRS模块来实现数据传输的方法，简要概括了软件设计。
[关键词]GPRS 车载导航 GPS
中图分类号：TN96文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0310018－01
一、系统的构成
本系统主要由车载部分和数据中心两部分组成。车载部分主要由GPS 接收机、GPRS通信模块、智能标签检测模块和主控计算机构成，数据中心主要由数据库模块、Web服务模块及管理模块组成。各模块的主要功能及结构分别介绍如下：
车载部分中，GPS全球定位接收模块接收定位卫星的信号，实时的以PGRMC语句输出定位信息，包括时间、经度、纬度、日期等，并将此信息以串行方式发送给主控计算机；智能标签检测模块主要完成运载货物智能标签（电子标签）的信息读取，该系统采用射频IC卡作为货物的智能标签，在一个物流系统内，顾客交寄货物的智能标签号是唯一的，使用该系统，顾客可以通过互联网在该公司的网站上实时了解交寄货物的动向和到达目的地的时间；GPRS模块主要接受主控计算机的控制，建立与中国电信GPRS通信网的连接，并实时的将该车载系统的数据通过Internet传送至公司数据中心，在运输车辆发生交通事故或遇到劫匪时，该系统自动由通信模式转为短信模式，向公司管理员发送短信报告情况，并与当地的110或122建立语言联系，以确保驾乘人员和货物的安全；主控计算机是车载部分的核心，它承担着接收GPS和智能标签检测的信息，检测运载工具的工作状况，并控制GPRS模块实现数据的传送。
数据中心主要由网络设备、数据库服务器、Web服务器和管理终端组成，主要完成车载信息的整理与储存，Web服务信息的更新，到货信息的Em-ail和短信通知发送。
二、GPRS模块实现数据传输
本系统采用SIEMENS的GPRS模块无线网络MC35模块，通过GPRS模块进入互联网的方法和有线Modem拨号上网的方法很类似，也是通过串口将有关AT指令代码发送到无线网络模块上，无线网络模块会对接收到的指令作出响应并向串口发回结果码。
GPRS是在GSM的基础上引入了分组控制单元（PCU）、服务支持节点（SGSN）和网关支持节点（GGSN）等新部件而构成的无线数据传输系统，其用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。本系统采用的GPRS模块为SIEMENS的无线网络模块MC35，通过GPRS模块进入互联网的方法和有线Modem拨号上网的方法很类似，通过串口将有关AT指令发送到无线网络模块上，无线网络模块会对接收到的指令做出响应并向串口发回结果码。
1．通过GPRS模块进入互联网
当系统上电后，启动MC35，大约3～5s ，此时MC35将附着在GPRS网络（必须有合法有效的SIM卡），应用程序即可通过UART端口对MC35实现读写操作。可以通过AT指令或/EMERG OFF关闭MC35模块。在GPRS初始化和通信过程中，主要调用如下AT指令：
“AT+CGA TT?”主要用于查询MC35附着于中国移动GPRS网络，操作成功则MC35返回当前状态。
“AT+CGA TT=1”用于设置MC35附着于GPRS网络，操作成功则MC35返回“OK”。
“ATD * 99 * * * 1#”用于拨通连接中国移动GPRS节点服务器，操作通过返回CONNECT。此时MC35进入PPP模式，不再响应其他的AT指令，此时即可利用控制程序对网络进行PPP连接认证通过后，应用程序就可以通过无线网络模块进入互联网，此时车载系统就可以向数据中心发送数据。
2．通过GPRS 模块收发短消息
如果只是需要了解一下当前汽车的状况而不必跟踪的话，用户通过发送指令将GPRS模块自动设置为短信方式，即可通过短消息的方法，使得用户移动设备直接和车载终端进行交互。然后即可通过短信方式接收、解析用户自定义的指令，执行指令后将数据信息回复到用户手机上。短消息发送调用的MC35控制AT指令如下：
（1）选择短消息模式。“AT+CMGF=1”用于选择短消息格式，1为文本格式，0为PDU格式，返回“OK”。本系统采用文本格式。
（2）发送信息。“AT+CMGF=1”回车（采用文本格式发送，如用PDU 格式，则AT+CMGF=0）
“AT+CMGS=8613xxxxxxxxx”回车>输入短消息。Crtl+Z结束并发送。成功则返回“OK”
（3）接收信息。“+CMTI：‘SM’，X”（X表示接收短消息的SIM卡存储号码）
“AT+CMGR = X”回车（从X储区读短消息）
“AT+CMGD = X”回车（从X存储区删除短消息）
三、软件设计
软件系统的设计方案吸收了网络通信协议的分层处理思想，以uClinux操作系统作为系统的资源平台，自底向上依次构建适配驱动层，PPP链路层，IP网络层和业务应用层。Windows操作系统作为系统的资源平台，向下负责管理硬件系统提供的各种资源，向上为各个层次协议软件提供数据通信接口，共享信息以及进程管理等。适配驱动管理各种硬件设备。链路层PPP协议程序利用硬件系统提供的物理介质，实现点对点连接，承载网络层的IP数据包。网络层软件支持TCP和UDP两种通信方式，针对不同的应用采用不同的连接。应用层软件完成针对业务需要的处理。
四、结束语
车载卫星定位系统结构简单容易实现，硬件成本低廉而且可以达到较高的可靠性，可用来对车辆进行定位和跟踪。由于系统采用GPRS方式传输数据，运营成本低。该系统可以用来对车辆进行监控管理，并在汽车的防盗上起到一定作用，可以广泛应用于公交车、出租车的管理。同时对专业汽车运输公司承担向全国销售市场进行物流配送、远程监控管理，提供了技术基础。随着GPRS网络的不断改善和通信费用的进一步降低，相信该系统将有更广阔的应用前景。
参考文献：
[1]徐绍铨，GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘大学出版社，1998.
[2]顾肇基，GSM网络与GPRS[M].北京：电子工业出版社，2001.
[3]文志成，通用分组无线业务GPRS[M].北京：电子工业出版社，2004.
[4]李华贵，微型计算机技术及应用[M].北京：科学出版社，2005.
[关键词]GPRS 车载导航 GPS
中图分类号：TN96文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0310018－01
一、系统的构成
本系统主要由车载部分和数据中心两部分组成。车载部分主要由GPS 接收机、GPRS通信模块、智能标签检测模块和主控计算机构成，数据中心主要由数据库模块、Web服务模块及管理模块组成。各模块的主要功能及结构分别介绍如下：
车载部分中，GPS全球定位接收模块接收定位卫星的信号，实时的以PGRMC语句输出定位信息，包括时间、经度、纬度、日期等，并将此信息以串行方式发送给主控计算机；智能标签检测模块主要完成运载货物智能标签（电子标签）的信息读取，该系统采用射频IC卡作为货物的智能标签，在一个物流系统内，顾客交寄货物的智能标签号是唯一的，使用该系统，顾客可以通过互联网在该公司的网站上实时了解交寄货物的动向和到达目的地的时间；GPRS模块主要接受主控计算机的控制，建立与中国电信GPRS通信网的连接，并实时的将该车载系统的数据通过Internet传送至公司数据中心，在运输车辆发生交通事故或遇到劫匪时，该系统自动由通信模式转为短信模式，向公司管理员发送短信报告情况，并与当地的110或122建立语言联系，以确保驾乘人员和货物的安全；主控计算机是车载部分的核心，它承担着接收GPS和智能标签检测的信息，检测运载工具的工作状况，并控制GPRS模块实现数据的传送。
数据中心主要由网络设备、数据库服务器、Web服务器和管理终端组成，主要完成车载信息的整理与储存，Web服务信息的更新，到货信息的Em-ail和短信通知发送。
二、GPRS模块实现数据传输
本系统采用SIEMENS的GPRS模块无线网络MC35模块，通过GPRS模块进入互联网的方法和有线Modem拨号上网的方法很类似，也是通过串口将有关AT指令代码发送到无线网络模块上，无线网络模块会对接收到的指令作出响应并向串口发回结果码。
GPRS是在GSM的基础上引入了分组控制单元（PCU）、服务支持节点（SGSN）和网关支持节点（GGSN）等新部件而构成的无线数据传输系统，其用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。本系统采用的GPRS模块为SIEMENS的无线网络模块MC35，通过GPRS模块进入互联网的方法和有线Modem拨号上网的方法很类似，通过串口将有关AT指令发送到无线网络模块上，无线网络模块会对接收到的指令做出响应并向串口发回结果码。
1．通过GPRS模块进入互联网
当系统上电后，启动MC35，大约3～5s ，此时MC35将附着在GPRS网络（必须有合法有效的SIM卡），应用程序即可通过UART端口对MC35实现读写操作。可以通过AT指令或/EMERG OFF关闭MC35模块。在GPRS初始化和通信过程中，主要调用如下AT指令：
“AT+CGA TT?”主要用于查询MC35附着于中国移动GPRS网络，操作成功则MC35返回当前状态。
“AT+CGA TT=1”用于设置MC35附着于GPRS网络，操作成功则MC35返回“OK”。
“ATD * 99 * * * 1#”用于拨通连接中国移动GPRS节点服务器，操作通过返回CONNECT。此时MC35进入PPP模式，不再响应其他的AT指令，此时即可利用控制程序对网络进行PPP连接认证通过后，应用程序就可以通过无线网络模块进入互联网，此时车载系统就可以向数据中心发送数据。
2．通过GPRS 模块收发短消息
如果只是需要了解一下当前汽车的状况而不必跟踪的话，用户通过发送指令将GPRS模块自动设置为短信方式，即可通过短消息的方法，使得用户移动设备直接和车载终端进行交互。然后即可通过短信方式接收、解析用户自定义的指令，执行指令后将数据信息回复到用户手机上。短消息发送调用的MC35控制AT指令如下：
（1）选择短消息模式。“AT+CMGF=1”用于选择短消息格式，1为文本格式，0为PDU格式，返回“OK”。本系统采用文本格式。
（2）发送信息。“AT+CMGF=1”回车（采用文本格式发送，如用PDU 格式，则AT+CMGF=0）
“AT+CMGS=8613xxxxxxxxx”回车>输入短消息。Crtl+Z结束并发送。成功则返回“OK”
（3）接收信息。“+CMTI：‘SM’，X”（X表示接收短消息的SIM卡存储号码）
“AT+CMGR = X”回车（从X储区读短消息）
“AT+CMGD = X”回车（从X存储区删除短消息）
三、软件设计
软件系统的设计方案吸收了网络通信协议的分层处理思想，以uClinux操作系统作为系统的资源平台，自底向上依次构建适配驱动层，PPP链路层，IP网络层和业务应用层。Windows操作系统作为系统的资源平台，向下负责管理硬件系统提供的各种资源，向上为各个层次协议软件提供数据通信接口，共享信息以及进程管理等。适配驱动管理各种硬件设备。链路层PPP协议程序利用硬件系统提供的物理介质，实现点对点连接，承载网络层的IP数据包。网络层软件支持TCP和UDP两种通信方式，针对不同的应用采用不同的连接。应用层软件完成针对业务需要的处理。
四、结束语
车载卫星定位系统结构简单容易实现，硬件成本低廉而且可以达到较高的可靠性，可用来对车辆进行定位和跟踪。由于系统采用GPRS方式传输数据，运营成本低。该系统可以用来对车辆进行监控管理，并在汽车的防盗上起到一定作用，可以广泛应用于公交车、出租车的管理。同时对专业汽车运输公司承担向全国销售市场进行物流配送、远程监控管理，提供了技术基础。随着GPRS网络的不断改善和通信费用的进一步降低，相信该系统将有更广阔的应用前景。
参考文献：
[1]徐绍铨，GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘大学出版社，1998.
[2]顾肇基，GSM网络与GPRS[M].北京：电子工业出版社，2001.
[3]文志成，通用分组无线业务GPRS[M].北京：电子工业出版社，2004.
[4]李华贵，微型计算机技术及应用[M].北京：科学出版社，2005.