GPS汽车定位系统车载终端的设计.docx

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1、5 密 级： 学 号：本科生毕业（设计）论文GPS汽车定位系统车载终端的设计系 别： 电子信息工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 07电子本科班 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 2011-4-26 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的设计（论文）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本

2、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要全球卫星定位系统利用导航卫星进行测时和测距，它是一种将卫星及通讯发展很好的结合在一起的技术。全球卫星定位系统(简称GPS)有着很多功能和特点，例如：全天候

3、、高精度、自动化、高效益等。GPS用在大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等许多学科中都有着不可取代的优点,并且在经济和社会中都取得了很好的效益。全球定位系统是以空间为基准的导航系统，是由美国国防部研制的一种全天候的，可在全球任何地方或近地空间的军事用户连续地确定三位位置和三位运动及时间的需要方面上提供很好的帮助。它是一个相对于中距离类似圆型的轨道卫星导航系统。GPS全球定位系统是如今信息时代发展中不可缺少的重要部分，在现在生活中已经被广泛应用，而且定位系统是最受欢迎的导航定位系统，因为定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点。本设

4、计讨论了在GPS接收系统中关于单片机的设计, 并根据现代智能交通系统的工作需求，提出了GPS全球定位系统如何进行定位信息的接收和通过GPRS网络建立无线通信链路问题的相关过程,以及在把车载移动终端的GPS 定位信息如何传到建立在Internet网上服务器的问题做了相关的介绍,给出了系统的硬件电路和定位系统传输信息的软件流程图。 关键词：GPS；GPRS；单片机 ABSTRACTGlobal Positioning System is a combination of satellite and communications technology development, the use of

5、satellite navigation and ranging time measurement.Global Positioning System (GPS) to all-weather, high precision, automation, high efficiency and other characteristics, successfully applied geodesy, engineering surveying, aerial photography, vehicle navigation and control, measurement of crustal mov

6、ement, deformation measurement project, resource exploration, geodynamics, and other subjects, and achieved good economic and social benefits. U.S. Department of Defense Global Positioning System is an all-weather research, space baseline navigation system, can meet anywhere in the world or in the n

7、ear-Earth space for military users to continuously and accurately determine the location of three sports and three hours of need.It is a middle-distance circular orbit satellite navigation system. GPS global positioning system in the present life have been widely used, is now the information age, an

8、 important part of the development.Because the positioning system has good performance, high precision and wide application of the characteristics, it has become the best, the most popular navigation system.The design of modern intelligent transportation system based on work requirements, discusses

9、the GPS receiver on the single chip system design, presented on the global positioning system GPS location information received and through the GPRS network to establish a wireless communication link, the GPS-vehicle positioning mobile terminalsInformation passed to establish the Internet web server

10、, given a system of hardware and software flow chart.Key Words: GPS; GPRS; SCM目录第一章 引言11.1 课题研究的意义11.2中国车载研发现状和发展趋势1第二章 GPS全球卫星定位系统22.1 GPS系统结构22.1.1 GPS空间段22.1.2 GPS地面段42.1.3 GPS用户段42.2 GPS卫星定位原理62.3 GPS卫星信号7第三章 GPRS移动通信系统简介83.1 GPRS系统工作原理83.2 GPRS分组数据路由93.2.1互联 PLMN 数据传输路由93.3 GPRS系统的分层考虑10第四章课题设计

11、方案114.1车载终端系统的整体流程114.2汽车定位系统车载终端系统硬件124.2.1定位终端硬件体系结构124.2.2主要接口原理124.2.3各部分采用的模块介绍124.2.4硬件系统设计电路图134.3汽车定位系统车载终端系统软件14第五章 结论与展望21参考文献22致谢2324第1章 引言1.1 课题研究的意义汽车是现代社会中每个人接触最多的一种交通工具，汽车对人们而言已经不陌生。众所周知中国是一个汽车业大国，汽车给人们带来了很多便利，也会促进了社会经济的发展，但是随之而出现了交通堵塞、汽车被偷、盗等案例这些问题，因此，完善智能交通系统是十分重要的，也是解决这些问题的有效措施。在这种

12、全球环境下由美国研制出了一种全天候的以空间为基准的导航系统（即全球定位系统）。对于全球上任何地方的用户或近地空间的军事用户，该系统可以连续地确定三位位置和三位运动及时间，能为用户在这方面上的需要提供很好的帮助。这个建立在GPRS 上的车载卫星定位系统，它是一个相对于中距离类似圆型的轨道卫星导航系统。因此，它可以把在车载移动终端上接受到的GPS 定位信息通过GPRS网络上的无线通信链路传到服务器上,这个服务器是建立在Internet 网上的 ，这样就可以达到实现在线实时监测车辆行驶各类信息的作用，所以，这个对GPS汽车定位的课题是很值得探索的。1.2中国车载研发现状和发展趋势经过十多年的发展，中

13、国车载导航的市场得到了很大的扩张，车载导航技术也得到了很大的提升。市场用户的需要和使用目的的明确也得到了很大的提高，在车载技术方面也得到了多方面的研发、车载技术也在市场培养中不断的提高，市场也出现了有关车用导航装置的应用市场并且日臻成熟，车载导航技术在道路交通行业上的应用也有了迅速的发展。中国也发射了北斗导航定位系统卫星，这将为汽车定位导航技术提供更加完善的基础，也为定位导航技术的提高提供了更加广阔的空间，在交通行业可以得到更好的应用。另外，近年来中国汽车市场的大力发展，道路建设的完善，电子地图技术的提高也推动了车载导航技术的发展的。随着现在人民生活水平的普遍提高，大多数的家庭已经都购有汽车这

14、款人们都不陌生的交通工具。伴随着汽车行业的新兴，作为新兴实用技术的汽车导航技术，也将会有更广泛的发展前景。在我国已经加入WTO的前提下，那些开发汽车导航产品的开发商，提供汽车行业服务的提供商及国内汽车公司都迎来了新的挑战，在挑战中也带来了难得的机遇。如果能够在机遇与挑战并存中能够很好的把握国内汽车市场的发展趋势，并可以有针对性的提出能够解决汽车行业消费特点的解决方案，汽车卫星定位系统将会给那些开发汽车导航产品的开发商、提供汽车行业服务的提供商及国内汽车公司带来很好的展现自身实力的舞台。第2章 GPS全球卫星定位系统GPS全球卫星定位系统是新一代精密卫星定位系统，它建立的前提是现代化科学技术的发

15、展。对于GPS系统的研究，美国国防部是1973年开始的，在经过20年并且耗资数百亿美元的不断艰辛研究下，才在1994年开始投入使用。对于这个新一代卫星系统的研究美国国防部将之划分为3个研究阶段：第一阶段是对GPS整个系统原理方案的研究和GPS定位系统在实用上的可行性阶段的验证，从1978年到1979年这10年期间，共发射了4颗针对定位系统的试验卫星，在地面上建立了跟踪网；第二阶段为对GPS整个系统的研制和系统试验阶段，从1979年到1984年，陆续发射了7颗试验卫星；第三阶段为对GPS定位系统不足的完善和完成阶段，从1989年2月到1994年3月期间，共发射28颗工作卫星。从全球定位系统建立完

16、善开始，整个系统就对人类活动产生了巨大的不可取替的影响，其中可以看出的是整个系统对人类社会提供了很多实用的功能，为人类活动带来了很多的便利。2.1 GPS系统结构如图2-1所示，在GPS系统的结构中可分为三个部分：由GPS卫星星座组成的空间段；为整个系统的中枢运行控制系统的地面段；各种类型的GPS接收机组成的GPS用户终端为用户段。这三部分是GPS系统的重要组成部分，三者缺一不可。图2-1GPS系统结构2.1.1 GPS空间段在GPS卫星的卫星星座空间段中，其中有21颗工作卫星，高度一般都达到20200km，在轨道备份中还有3颗备用卫星。24颗工作卫星分别分布在卫星轨道的6个轨道面内中，每个轨

17、道上分布有4颗卫星。卫星轨道和地球赤道没有在同一个水平面上，两者间有个相对倾斜角，倾斜角大约在55左右，各轨道平面升交点的赤经相差60度。在相距最近的轨道上，卫星的升交距相差30度。卫星运行周期为11小时58分。由这些方面带来的是这样的结果：在一个观测站上，由每天卫星出现分布而成的分布图相同，只是每天提前4分钟。在地平线以上的每颗卫星每天约出现有5个小时，同时位于地平线上的卫星数目，随时间和地点的不同而不同，最多可以有 11 颗，最少也会有4颗。另外，如果有卫星出现故障，在空间部分的3颗备用卫星可根据指令代替发生故障的卫星，这是一个十分重要的替代工作，可以保障了 GPS 空间部分正常的工作并且

18、提高了空间部分的工作效益，可以看出这3颗备用卫星也有着极其重要的作用。目前全球定位系统空间段部分的工作卫星的分布情况如图2-2所示。图2-2 GPS星座图和卫星图 GPS是一种全球性、全天候的连续实时定位系统。其中全球性体现在：根据上述提供的关于GPS卫星在空间段的分布配置，保障了无论何时何地在地球上均至少可以同时观测到4颗卫星；GPS全天性的依据是：天气的变化不会影响到卫星信号的正常传播和接收。播发导航信号是卫星工作的主要任务。卫星采用波段（1.5754GHz）、波段（1.2276GHz）和波段（1381.05MHz），其中用来卫星导航定位的波段是波段和波段，波段的作用是附加信号并且发射星载

19、传感信息。为了确保卫星播发导航信号频率的稳定性，还在卫星上安装了精度很高的原子钟。为了能向所有在全球范围内的任意用户提供全天候的、连续的、高精度的、实时的三维测速、三维定位和授时，卫星上还有安装可以表示卫星位置广播星历的载波调制系统，这个系统可以用于许多系统上的信息。例如：在L波段上用于测距的 C/A代码（粗捕获码）和P代码（精码）的两个频率，每颗卫星都能够连续发射用C/A代码、P代码调制的扩频信号。各个卫星都有固有代码，为了GPS接收机能够更好的接收来自卫星的信息，各个卫星的固有代码GPS接收机都必须了解。 2.1.2 GPS地面段星座系统的控制是GPS整个系统的主要工作，而要完成星座系统的

20、控制主要任务的是地面段，因此地面段成了GPS系统的中枢。地面段主要任务是：对所有的卫星进行跟踪以进行轨道和时钟测定、完成卫星时间同步、为卫星加载导航电文和预测修正模型参数。 地面段的结构为：1个主控站、3个注入站和5个监测站。下面介绍的是地面段的各组成部分。首先介绍的是主控站，接收各监测站对GPS卫星的监测数据、卫星在工作状态下的数据、各监测站和注入站工作状态数据是主控站的主要任务，并且主控站还需要根据接收到的各类数据，完成以下几项工作任务：（1）及时对每颗卫星的导航电文进行编算并传送给注入站。（2）控制和协调监测站间、注入站间的工作，查看卫星是否将导航电文发给了 GPS 用户系统以及对发送的

21、卫星导航电文是否正确进行检测。（3）诊断卫星的工作状态，改变那些偏离轨道卫星的位置及姿态，调整备用的卫星替代失效卫星。其次介绍的是注入站，注入站有3个，3个注入站分别设在南大西洋，南太平洋，和印度洋上，它们的主要任务是：接收主控站发送来的导航电文，并用S频段射频链上行将导航电文注入到相应的卫星上，导航电文上行每天工作一次或两次，每次注入14天的星历。如果由于某个地面站发生故障，那么导航定位的精准度在一段时间内将会慢慢降低，在这段时间内预存在各卫星中的导航信息还是可以用。此外，注入站每分钟会报告一次自己的工作状态，并且自动向主控站发射信号。最后介绍的是监控站，监控站有5个，5个监控站分别设在科罗

22、拉多、夏威夷、大西洋、印度洋、北太平洋马绍尔群岛。监测站配有伪距测量接收机和精密的铯钟，配置这些这两个仪器是为了完成为主控站提供卫星测量数据的主要任务。每隔1.5s在主控站的遥控下，监控站会进行一次伪距测量，利用电离层和气象数据，每15min进行一次数据平滑，然后发送给主控站。 2.1.3 GPS用户段上面介绍了空间段和地面段，现在我们来了解下用户段，用户端的重要组成部分各种类型的GPS接收机。在这些组成用户端的GPS接收机中，我们又可以根据作用的不同分为两大类型：导航型和测地型。导航型接收机的作用原理与上述介绍的卫星播发导航信号有些相同：为了达到 15m的定位精度，采用单频 C/A 码伪距接

23、收结束，也有极少的军方专用接收机为了使单点定位精度达到 3m而采用的是P码接收技术。导航型接收机的作用一般是用于陆地、航海、和航空实时的各项导航。测地型接收机就像导航型接收机用于各项导航中一样，是用于各项对于地方的检测上，例如：精密测距、地壳形变监测、大地测量。侧地型接收机的工作原理是采用载波相位和双频伪距的接收技术，其中对于基线的测量一般可以达到的精度，最高精度可以达到。GPS 接收机主要构成部分是接收机主机，其中接收机的构成还有由天线单元和电源两部分。对于GPS接收机主要构成部分的接收机主机的构成有信号通道、变频器、微处理器、存贮器，其中的构成如图2-3所示。GPS天线CPU存储器D（t）

24、 信号 接扩 解码C/A码 P码 发生器发生器 电源前置放大器基准频率 频率综合频率变换伪码测量载波相位测量 图2-3 GPS接收机原理图（1）GPS 接收机天线其中天线的作用是将 GPS 卫星信号的极微弱的电磁波能转化为相应的电流，而前置放大器则是将 GPS 信号电流放大。GPS天线就是由接收机天线和前置放大器这两部分组成。提供了让接收机工作变得跟加方便的作用。以了确保接收机的正常工作，减少信号损失，天线与前置放大器应该密封为一体；能够接收任何的卫星信号；有防护和屏蔽多径效应；天线的几何中心应尽量达到一致，确保相位中心能够保持高度的稳定。（2）接收机主机接收机主机中包括变频器和中频放大器两个

25、重要组成部分；其中的结构还有：信号通道；存贮器和微处理器。必须采用变频器和中频放大器的原因是因为经过 GPS 前置放大器的信号比较微弱，这样可以让接收机得到稳定的高效增益的信号通道。GPS信号通道是个很重要的组成部分，它是由硬软件结合的电路而成的，是GPS信号通道接收机的核心部分。作为核心的信号通道，它的作用是有很多，这里介绍的作用有三点：第一搜索卫星并跟踪卫星运行轨迹；第二进行伪距测量、载波相位测量及多普勒频移测量；第三解扩广播电文数据信号，解调出广播电文。接收机内设有存贮器，存贮器是用来存贮卫星星历、卫星历书、接收机采集到的码相位伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移的。为了便于进行数据处

26、理和数据保存接，在现代的GPS接收机中都备有存贮器，这样收机内存数据就可以传到微机上。微处理器是GPS接收机的核心部分，微处理器可以通过指令统一调节 GPS 接收机的工作。从以上所述中可以看出，GPS接收机的主要任务是：当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星，并且能够跟踪这些卫星的运行；有变换、放大和处理接收到的 GPS 信号的功能，这样对测量出 GPS 信号从卫星到接收天线的传播时间提供了便利，解译出 GPS 卫星所发送的导航电文，从中计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间，还有就是可以实现使用GPS进行导航和定位的目的。2.2 GPS卫星定位原

27、理卫星定位可以理解为导航卫星定位，又称为导航台定位。卫星的轨道参量和星历确定了卫星的位置，导航台是导航系统的位置基准点。使用卫星定位一般可以分为3个步骤：（1）已知卫星在某指定坐标系的坐标。（2）测得用户相对于卫星的位置。（3）计算用户在指定坐标系中的坐标。采用测距定位的原因是对于不同的地位系统，GPS定位卫星会采用高度为20200km的中高度轨道，利用24颗卫星组成对地多重覆盖星座。三球交会原理为几何原理，是GPS定位的基本原理。2.3 GPS卫星信号GPS系统采用伪随机码测距，卫星信号包括3种信号分量：载波、测距码和数据码。时钟频率=10.23MHz，所需的频率可以用频率综合器产生。其中，

28、测距码分为C/A码和P码两种。用于标准定位服务SPS的是 C/A码粗码，码率为1.023Mb/s，波长约300m，周期为1ms；用于精密定位服务PPS的是P码，P码是精码，码率10.23Mb/s。具有军事用途的是P码的定位精度。 GPS信号的产生如图2-5。除204600基本频率10.23Mhz除10乘154 1.1 C/A P码 数据码1575.42Mhz 1.023Mhz 10.23Mhz 1.2 P码 数据码1227.6Mhz 10.23Mhz 图2-5 GPS信号的产生乘120 图2-5GPS信号的产生第3章 GPRS移动通信系统简介通用分组无线业务的简称就是GPRS（General

29、Packet Radio Service）,GPRS是在GSM 系统上发展出来的一种承载业务，为 GSM 用户提供分组形式的数据业务提供了作用。GPRS 的构成是在 GSM 系统的基础上引入新的部件，是一种无线数据传输系统。它有在移动终端、GPRS网内以及和Internet网络的路由器之间传输分组数据的基本功能。GPRS采用的方式是IP分组交换方式，在计费方面有着很好的作用。GPRS计费的基础是以数据流量、时间、服务质量三者的结合，在相同的数据流量的情况下，根据用户数据传输质量的不同产生不同的费用。因此GPRS有为用户节省上网费用，让计费合理的作用。 3.1 GPRS系统工作原理GPRS 是采

30、用分组交换技术的无线数据传输系统，能兼容GSM网络，并且在网络上能更加有效的传输数据和信令，它是由在现在有的GSM网络中增加了GPRS支持节点和服务支持节点来实现的。系统的原理如图 3-1所示。 SGSN服务GPRS支持节点； GGSN网关GPRS支持节点； PCU 分组控制单元； PDN 公用数据网；图3-1 GPRS系统原理图在移动台（MS）和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收的是SGSN，它主要作用是用来记录移动台的当前位置信息；连接GSM网络和外部分组交换网（如因特网和局域网）的网关是GGSN，它主要的作用是作为网关实用；PCU主要用来处理数据业务量，并将数据业务量分离出来。PC

31、U增加了分组功能，可控制无线链路，允许用户接入同一无线资源。PDN提供了分组数据业务的外部网络。移动终端通过GPRS接入不同的PDN时，采用不同的分组数据协议地址。SGSN和GGSN的功能可以在一个物理节点内或者是在不同的物理节点内实现。SGSN和GGSN处于不同的PLMN内时，具有不同PLMN之间通信所需要的安全功能。他们通过接口互连，接口提供（SGSN 和 GGSN之间的接口）接口的功能。3.2 GPRS分组数据路由GPRS移动分组数据路由是由内部PLMN数据传输路由和互联PLMN数据传输路由两个路由组成。下面重点介绍互联PLMN：3.2.1互联 PLMN 数据传输路由互联 PLMN 数据

32、传输路由如图3-2所示。图3-2 互联PLMN的分组数据路由3.3 GPRS系统的分层考虑系统设计需要进行分层考虑。包含各层网络协议是进入GPRS数据的必备条件，由数据端完成系统对数据的加工、协议的加载。一般情况下系统完成的只需要是以下四层网络协议：物理层、数据链路层、网络层和传输层。如下图3-3所示。图3-3 网络分层示意图第4章课题设计方案4.1车载终端系统的整体流程一个完整的GPRS车载定位系统主要是由三部分年组成：GPS车载系统、GPRS无线网络以及监控中心。GPS 车载系统中又由四个部分组成：单片机处理器、GPS卫星接收模块、GPRS 无线通信模块以及各种扩展子卡。其中GPS卫星定位

33、模块的作用是获得汽车的时空坐标；GPRS无线网络建立在移动公司的GPRS移动通信公众网上，包括SGSN业务支撑节点、GGSN 网关支撑节点；监控中心由网关和信息服务器两部分组成。其整体构成如图4-1所示。图4-1 车载终端系统结构图为了达到能够完成图中的工作模式，主要由车载终端采运算处理和拆封处理GPS卫星定位所采集到的数据，从中得到车辆的地理坐标信息，获取的信息再通过车载系统的处理，能够通过GPRS无线数据链路连接到GPRS无线通信网的IP数据网，再由GPRS网络根据相应的协议在车载系统和接入Internet网的监控中心之间最后建立一条支持TCP/IP的数据通道来访问位于监控中心的服务器。通

34、过数据库和Web GIS技术，监控中心可以把车辆位置数据显示在按键操作面板上。同时，监控中心还可以通过该通道向下发送控制命令和服务信息。4.2汽车定位系统车载终端系统硬件4.2.1定位终端硬件体系结构汽车定位系统由五部分组成：控制电源模块、LCD 显示模块、单元 MCU、GPS 定位模块和GSRS 模块。加电启动，再完成初始化之后，用户如果向该定位终端发送定位请求，并且是通过 GPRS 网络建立无线通信链路的形式，终端将同时通过 GPS 定位和 GSRS 两个模块获取位置信息，并且将定位信息传到 Internet 网上的服务器。如图4-2所示。图4-2 硬件构成图4.2.2主要接口原理MCU

35、有UART1和UART0两个串口。MCU分别通过串口1和串口0与GPS模块和GPRS 模块通信。因为MCU的两个串口、GPS 模块通信串口、GSPS模块通信串口均为 TTL电平，所以不需要电平转换芯片，直接将 MCU的TXD和RXD与另外两个模块的RXD和TXD互联即可。4.2.3各部分采用的模块介绍单片机：控制数据端的核心，处理器选用的是C8051F023。3.3V供电，最高工作频率可达25MHz，在12个MIPS内有很多指令可以完成，速度很快；有两个UART1口；编写和运行简单的TCP/IP/PPP协议程序要有片载4KRAM和64KFLASH提供必要的空间；还有充足的I/O口。GPS接收模

36、块和液晶显示模块：系统采用11.0592MHz晶振，串口1接收GPS信息，P1口和P3口用于12864 LED液晶显示接口，可以显示实时时间、纬度、经度及其它GPS数据信息。GPRS模块：选用MC35。GPRS模块提供了9针的标准RS232接口，进行全双工的数据通信需要通过MAX3232电平转换芯片和C8051F023的UART0口相连。MC35需12V供电，在上电后还需要DTR的低电平向高电平跳变触发启动。在实际设计中，采用的是C8051F023的P2.0口经MAX3232电平转换后作为MC35的DTR。4.2.4硬件系统设计电路图图4-3 基于单片机的GPS系统GPS模块可以接收GPS卫星

37、的信号，并对收集得到的信号进行计算，得出模块测试点所在位置的卫星信息。采用的GPS模块由五部分组成：变频器、信号通道、微处理器、存储单元和接收天线。单片机主控制器的串行接收口连接GPS模块数据发送端接收卫星信息。液晶显示模块的作用是显示接收到的数据信息。12864数据连接单片机P1口，双电源供电。如图4-3所示。图4-4 GPRS数据收发模块GPRS数据收发模块中数据端的数据来源可以有两种：一种是由C8051F023自身运算或处理产生，另一种是由其它终端数据设备通过UART0口向C8051F023发送的数据。如图4-4所示。4.3汽车定位系统车载终端系统软件工作频率设置、串口UART0、UAR

38、T1初始化。P2.0设置从1向0转变，确保DTR正电平触发启动GPRS。用AT指令对GPRS进行初始化设置。用ATD命令拨号拨号成功？进行PPP协商协商成功？进行TCP连接 连接成功？否否否是是中断收到拨号断开信息中断收到PPP断开信息中断收到TCP断开信息有数据发送请求中断TCP是否连接？否，等待发送（重发）数据是发送成功？退出中断是退出中断重新进行TCP连接收数据图4-5 C8051F023程序流程图否是RESET如图4-5所示TCP的工作模式。数据来源于通过UART1进入C8051F023的GPS模块，那么程序还要加载一段关于UART1与该数据设备的接口程序。如图4-6所示。本系统UAR

39、T1数据设备1245（8672帧 系统成功接收的1帧确认帧4帧 要求系统发送的数据发送帧5帧 系统对3帧的确认帧6帧 3帧的发送数据成功发送指示帧7帧 系统接收的数据帧1帧 对方IP、PORT设置帧图4-6 UART1与数据设备的接口定义示意图33帧 TCP连接成功、得IP帧图4-7 GPS的主程序流程图GPS 系统软件主要的组成部分是初始化模块、数据接收处理模块。上图4-7为GPS 主程序流程图。初始化模块主要是用来完成开机上电后对单片机、液晶显示器和 GPS 模块的初始化工作。对单片机设置串口工作模式、设置波特率和中断工作模式；对液晶显示器设置开机画面和显示模式；完成对 GPS 模块串口的

40、成功通信。数据接收处理模块的工作是处理从GPS接收到的数据。如果整个数据接收正确，就会对数据进行处理；如果接收不正确，则会重新进行接收。下图4-8是数据接收处理程序流程图。图4-8 数据接收处理程序流程图在串行中断接收GPS信号中，本设计方案以时间提取为例,由判断帧头到数据的分段提取方法的程序如下:unsigned char data data_item=0 /*全局变量声明*/unsigned int rece_num = 0void receive() interrupt 4 /*串行中断：接收GPS信号*/unsigned char temp;RI = 0;temp = SBUF;rec

41、e_num+;switch (data_item)case 0:if (temp = $) data_item+;break;case 1:if (temp = G) data_item+;else data_item = 0;break;case 2:if (temp = P) data_item+;else data_item = 0; break; case 3: if (temp = R) data_item+; else data_item = 0; break; case 4: if (temp = M) data_item+; else data_item = 0; break;

42、 case 5: if (temp = C) data_item+; else data_item = 0; break; case 6: if (temp = ,) data_item+; g_Ptr = 0; g_Class = 0; g_DataVari = 1; else data_item = 0; break; case 7: if (temp = ,) g_Ptr = 0; g_Class+; break; if (temp = $)data_item = 1;break;switch (g_Class) case 0: /*提取时间数据*/if (g_Ptr 6) g_DisT

43、imeg_Ptr+ = temp;break;default:break; 第5章 结论与展望经过十多年的发展，中国车载导航的市场得到了很大的扩张，车载导航技术也得到了很大的提升。市场用户的需要和使用目的的明确也得到了很大的提高，在车载技术方面也得到了多方面的研发、车载技术也在市场培养中不断的提高，市场也出现了有关车用导航装置的应用市场并且日臻成熟，车载导航技术在道路交通行业上的应用也有了迅速的发展。中国也发射了北斗导航定位系统卫星，这将为汽车定位导航技术提供更加完善的基础，也为定位导航技术的提高提供了更加广阔的空间，在交通行业可以得到更好的应用。另外，近年来中国汽车市场的大力发展，道路建设的

44、完善，电子地图技术的提高也推动了车载导航技术的发展的。随着现在人民生活水平的普遍提高，大多数的家庭已经都购有汽车这款人们都不陌生的交通工具。伴随着汽车行业的新兴，作为新兴实用技术的汽车导航技术，也将会有更广泛的发展前景。在我国已经加入WTO的前提下，那些开发汽车导航产品的开发商，提供汽车行业服务的提供商及国内汽车公司都迎来了新的挑战，在挑战中也带来了难得的机遇。如果能够在机遇与挑战并存中能够很好的把握国内汽车市场的发展趋势，并可以有针对性的提出能够解决汽车行业消费特点的解决方案，汽车卫星定位系统将会给那些开发汽车导航产品的开发商、提供汽车行业服务的提供商及国内汽车公司带来很好的展现自身实力的舞台。参考文献1 王惠南GPS 导航原理与应用M北京：科学出版社，200310-162 李天文GPS