追踪器设备的设计与改进

丁垠月 王劲涛 魏晓倩 张媛媛

摘要： GPS定位技术和GSM无线通讯技术已广泛用于军事领域和城市交通等民用领域。针对现在市场上手持追踪器功能的单一性，本文设计了一种手持定位器与追踪器的组合设备，通过GPS定位导航信息帧参数的提取以及GSM的无线数据传输，实现了在追踪器的TFT液晶屏上实时显示自身与被追踪方（即定位器）的相对位置信息的功能。基于此，我们还将追踪器设备进行改进，直接以APP形式安装到手机上，更加方便追踪丢失物品，追踪丢失的老人儿童以及地理位置数据的测绘等。

Abstract： GPS positioning technology and GSM wireless communication technology have been widely used in military fields and urban transportation and other civil fields. Aiming at the monotony of handheld tracker function in the market today， this paper designs a combined device of handheld locator and tracker. Through the extraction of GPS positioning and navigation information frame parameters and wireless data transmission of GSM， the function of displaying the relative position information of itself and the tracked party （ie， the positioner） on the TFT liquid crystal screen in real time is realized. Based on this， we will also improve the tracker device and install it directly on the mobile phone in the form of an APP. This will make it easier to track lost items， track the missing elderly and children， and map geographic data.

关键词： 追踪器；GPS定位；API

Key words： tracker；GPS positioning；API

中图分类号：TN967.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0161-02

0 引言

近年来，随着我国科技的发展，便携式定位装置越来越受到人们的关注。该装置有较高的实用价值，主要可以用于追踪丢失物品、防止老人及儿童走失等方面。本文介绍了一种准确、可靠的追踪器设备，并且增加改进功能，编写APP，使之更加便捷，可以实现对被追踪方的实时追踪。

市场应用中的主要定位技术有移动定位、射频识别RFID定位、GPS卫星定位技术等[1]。移动定位是通过无线终端和无线网络的配合，通过电信移动运营商的网络获取移动终端的位置信息，该种方法严重网络依赖，需要跟服务器连接流畅才能获取定位信息，而且网络拥挤时易发生数据的丢包现象。RFID定位技术是通过射频标签读写器检测出带有RFID装置的物体的位置，多用于特定区域内定位，成本大，短期内难以普及。卫星定位是指人类利用人造地球卫星确定测点站位置的技术，主要应用于定位追踪、授时校频等各种等级的测量。GPS定位技术成熟，不仅扩展了其应用范围，同时降低了各种相关产品开发过程中的成本[2-5]。

1 追踪器设备结构设计

1.1 追踪器设备总体结构设计

追踪器的结构包括CPU、GPS/GSM模块、TFT液晶显示、电源及电量显示。接收自身GPS定位信息过程与手持定位器相同。当需要实现对定位器的实时追踪时，CPU进入中断，对定位器发送控制信息，CPU对两点位置信息进行解析与数据转换，将两点相对位置显示在追踪器的TFT液晶显示屏上，已达到定位追踪的目的。

1.2 追踪器硬件电路设计

追踪器的硬件微处理器选用了STC12C5A60S2，该CPU满足双串口通信，避免了定位與通信的串口冲突[6]。硬件电路设计完成了CPU、GPS/GSM模块、TFT液晶显示屏间的通信端口配置和接口设计，设计电路图如图1所示。

对在设计中遇到的疑难问题给出了相应的解决办法。例如：本设计中TFT液晶显示屏的P1口与GPS接收与发送串口P1.2和P1.3产生了冲突，所以在TFT显示屏的串口配置中，将P1口与单片机P2口相接，解决了接收定位数据与数据显示串口冲突的难题。

2 追踪器工作流程

对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断、TFT液晶显示屏初始化。重点是串口的初始化，STC12C5A60S2的串口1和串口2都使用独立的波特率发生器，其作用是从输入时钟转换出需要的波特率，以串口1的初始化为例：

PCON &= 0x7F； //波特率不倍速

SCON = 0x50；//8位数据，可变波特率

AUXR |= 0x04； //设置为1T模式

BRT = 0xFD；//设置独立波特率发生器重装值

AUXR |=0X01；//串口1选择独立发生器为波特率发生器

AUXR |=0X10；//启动独立波特率发生器

ES = 1； //使能串口1中断

BRT为独立波特率发生器计数控制位

CPU时钟选取11.0592MHz，波特率为115200bps，串口工作在模式1，计算相应的波特率需要设置的重装值，结果送入BRT寄存器计算自动重装值RELOAD，当SMOD=0时，在1T模式下

式（1）中Baud0表示标准波特率，Fosc表示晶振频率。系统初始化后，追踪器工作流程如图2所示。

3 定位追蹤APP设计

追踪器设备分为固定或移动，改进后的追踪器设备为移动的，使用手机APP实现相关功能。

追踪器（APP）工作目的为将已知的GPS坐标数据转换为可视化的图像信息，便于人员直观的查看定位器或追踪器所处的地理位置。实现这一功能借助了地图供应商提供的电子地图服务，本APP使用了腾讯地图的API。

追踪器或定位器通过GPS定位得到自身的GPS位置坐标，此坐标数据是标准的GPS坐标，与腾讯地图使用的坐标有一定偏差，因此需要进行坐标转换，把标准GPS坐标转换为腾讯地图使用的坐标，再使用得到的新坐标进行地图点标注、导航等一系列操作。本APP共调用了四种API，分别为GPS坐标转换为腾讯地图坐标（坐标转换）、获取坐标点地理位置信息（逆地址解析）、地图中标注位置点（位置展示）、导航（路线规划）。具体调用过程为如图3。

4 结语

本文设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的简易追踪器设备，实现了GPS经度、纬度、时间等信息数据的读取。本设计方法灵活，采用了单片机实现数据处理，易于调试，价格便宜，成本低，性能较稳定，方便从GPS定位模块中提取各种所需定位数据。后期的改进将固定的追踪器设备升级为移动的手机APP，借助了地图供应商提供的电子地图服务，使得追踪器设备更加便捷，可广泛用于民用领域。

参考文献：

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