基于GPS的移动对象定位追踪器设计

2018-03-20裴田张鹏丽

汽车实用技术 2018年5期

裴田，张鹏丽

（郑州科技学院电气工程学院，河南郑州 450064）

引言

随着科学技术的不断发展，移动对象定位技术发展到了一定的高度，伴随着包括卫星导航定位和城市地理信息系统等技术的广泛应用，许多城市已开始了对移动对象定位跟踪管理系统的综合建设[1]。作为智能交通管理系统的重要组成部分，定位追踪技术综合了电子、计算机、无线通信和交通运输等领域的相关技术在解决交通拥挤状态中发挥着巨大的作用[2]。定位追踪技术支撑着现代导航系统，也是提高移动对象使用效率及安全性的关键技术之一，广泛应用于共享电动汽车、物流货车、租赁车、公务车、企事业单位用车等为车辆提供全天候的实时定位功能。

1 系统设计

设计一款多功能的GPS车载定位终端，融合了GSM无线通信技术及GPS系统定位技术，终端采用工业级高集成度全内置天线设计，系统具有 ACC检测、震动防盗、远程断油电功能。同时，系统可外接SOS按钮和MIC，在紧急时刻终端可以向预设的 SOS号码拨打电话机发送位置短信以求救，用户可发送指令实时远程断油电，外接MIC可实现远程聆听功能，方便车主随时了解车内的状况。系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

2 硬件设计

2.1 GPS定位基本原理

GPS 全球定位的基本原理是通过测量出已知位置卫星到 GPS接收机之间的距离，综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置也就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置[3]。该系统由美国主导研发，耗资巨大，于1994年全面建成，具有精确度高，实现简单方便，24小时在线和自动检测等特点。它由是三部分组成，即空间卫星星座、地面控制、监视网络和用户接收设备[4～5]。

2.2 SIM卡

SIM电话卡放置在每个GPS终端里面，通过SIM卡，系统可以查看该卡内的余额，以免停机造成通讯不畅。SIM卡信息管理图如图2所示。

图2 SIM卡信息管理图

2.3 SOS 求助

当遇到紧急情况需要求助时，可按下SOS按键持续3s，将触发SOS紧急求助报警。终端将会向服务平台发出报警信息，并向服务平台上传经纬度信息，服务平台经经纬度信息解析的中文地址再发送给终端，终端将接收到中文地址转发给设定的 SOS特定号码各发送一条 SOS报警短信，并循环拨打SOS特定号码，在无人接听的状况下，最多只循环拨打三次。

2.4 ACC震动报警

当车辆电源处于关闭状态时，此时 ACC状态为低，当ACC状态为低的时间超过10分钟（可设置），终端自动启动设防，若在终端设防生效后，车辆发生多次震动，将触发震动防盗报警机制，若在之后的3分钟内，车辆电源仍未开启（ACC状态仍为低），终端会立即启动震动防盗报警。终端将会向服务平台发出报警信息，并向服务平台上传经纬度信息，服务平台将经纬度信息解析的中文地址再发给终端，终端将接收到中文地址转发给设定的 SOS特定号码各发送一条震动报警短信，并循环报答SOS特定号码，再无人接听的状况下，最多只循环拨打三次。

2.5 断油电接口

当车辆发生盗窃时，可由监控平台主动发出断油电指令，再保证车辆处于安全行驶的前提下，切断被盗车辆的油路，达到无法启动车辆的目的。

移动对象定位追踪器以MCS-51单片机作为处理器，获取GPS数据信息，并对有效数据进行相应的处理，可对室外动态用户的位置及速度进行实时精密的监测。

3 追踪显示

通过软件设计实现对接收到的有效信号进行提取、判断和计算等处理，通过设计程度，在程序中判断从GPS模块返回的数据，从而过滤出我们所需的信息并转换成相应格式输出，也可通过向GPS模块发送特定字符串指令以获取所需要的数据。相关数据可以有多重查询方式，如电脑网页查询、短信指令查询、微信公众号查询、苹果/安卓手机软件查询。

3.1 短信查询

当需要查询终端设备的中文地址信息时，可编写中文地址查询短信发送至终端设备SIM卡上，终端将恢复一条中文地址的位置信息，如：河南省郑州市二七区学院路.郑州科技学院。

3.2 经纬度位置短信查询

当需要查询终端设备的经纬度位置信息时，可编写经纬度位置查询短信发送至终端设备SIM卡上，终端将回复最后一次定位的经纬度位置信息，如：Lat：N22.571285，London：E113.877115，Course：42.20.Speed：0.0740，DateTime：10-11-23 22:28:51。