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0  引  言

　　近年來，基于GPS系統和GSM無線通信網絡的移動車輛實時定位技術發展很快，并廣泛應用于公安、消防、銀行、物流管理等行業，這些特殊行業希望能對移動車輛進行實時定位和遠程監控調度。另外，民用車輛特別是出租車行業也越來越重視車輛安全問題，車載系統可以實現對車輛的防盜防劫報警、自動控制等功能。GPS／GSM車輛監控管理系統可以利用GSM短信息業務(SMS)或GPRS方式傳輸數據，前者具有方便、快捷、廉價等特點，在車載系統中得到普遍的重視。文中選取XT55 GPS／GSM集成模塊和單片機系統構建了車載設備，并采用SMS與監控中心實現信息的雙向傳輸。

1 GPS／GSM車載設備的組成

　　如圖1所示，基于GPS／GSM的車輛監控管理系統主要由三大部分組成：車載終端部分(GPS接收機、GSM通信機、微處理器及人機交互控制單元等)、傳輸媒質(GPS衛星星座和GSM無線通信網絡等)和監控中心部分(GIS管理系統、GPS接收機、GSM通信機及中央處理器設備等)。車載終端利用GPS獲取用戶當前位置和時間信息，以SMS形式通過GSM網絡發往監控中心，同時監控中心通過GSM網絡給車輛發送控制指令。


　　車載終端設備的硬件構成如圖2所示，文中設計的系統采用SIMENS公司的低功耗無線模塊XT55，該模塊采用超緊湊設計，集成有三頻GSM／GPRS通信模塊和GPS-OEM模塊。GPS-OEM板接收來自GPS天線單元的衛星信號，通過處理得到用戶的位置和時間等信息，通過串口0送入微處理器進行處理，得到的數據經串口1送入GSM模塊，再由GSM天線發射經GSM無線通信網絡傳送到監控中心。此外系統中還包括GPS天線及低噪聲放大器(LAN)、GSM天線、SIM卡插槽、話柄、LCD顯示器、按鍵等單元。  


2系統信號流程設計

2.1 GPS信號流程設計

　　GPS-OEM板采用NMEA0183格式，輸出ASCII數據信息。NMEA0183語句有多種數據句型，每條語句包含多種信息。我們關心的是用戶的位置、速度和時間等信息，這可以對讀取的數據進行格式識別，進而提取得到。以GPRMC為例，其格式如下：

　　其中：GP為信息來源，RMC為句型識別符，其后依次為UTC時間、狀態(A=定位，V=導航)、緯度、緯度方向(N或S)、經度、經度方向(E或W)、速率、方位(二維方向指向)、UTC日期、磁差、磁航向等。

　　系統工作時，可以將接收到的GPS定位信息保存在一個結構體中，按監控中心發出的命令以一定的時間間隔將定位信息通過GSM送回監控中心。GPS定位信息的中斷接收程序流程圖如圖3所示。


2.2 GSM信號流程設計

　　GSM信號處理包括信息發送和信息接收兩種。其中接收的GSM信號即控制信號，由用戶或監控中心向車載系統發送，以取得運載體導航參數或實現系統擴展功能。圖4所示是接收信號流程。發送的GSM信號包含有導航參數，反映運載體的狀態，另外還包含有一些有實際意義的文字，如報警信息等。圖5所示是發送信號流程。

3 GSM通信服務

　　車載系統的關鍵技術之一是對短消息進行編碼和解碼。與短消息收發有關的規范主要包括GSM03.38，GSM03.40和GSM07.05。前二者中描述的是SMS的技術實現，后者則規定了SMS的接口標準。共有3種方式來發送和接收SMS信息：Block Mode，Text Mode和PDU Mode。PDU Mode是手機默認的編碼方式，可使用任何字符集，所需傳輸的數據編碼后得到PDU串(ASCII碼)，PDU串包含可顯示的消息以及SMS服務中心號碼、目標號碼、回復號碼、編碼方式和服務時間等其他信息。