電子巡查系統(tǒng)中g(shù)ps智能移動(dòng)終端設(shè)計(jì)

1、.：.；電子巡查系統(tǒng)中GPS智能挪動(dòng)終端設(shè)計(jì)引言如今以GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)為中心的GIS地理信息系統(tǒng)設(shè)備正進(jìn)入普及運(yùn)用階段。隨著技術(shù)的開(kāi)展，各種挪動(dòng)定位終端曾經(jīng)深化我們的生活，而同時(shí)人們需求更多基于位置的平安保證，于是也向GPS提出了新的要求，能否提供一種嵌入式GPS，提供安防聯(lián)防諸如巡查過(guò)程中保安挪動(dòng)信息效力，位置監(jiān)控調(diào)配效力等。不言而喻，GPS、微型嵌入式終端等新技術(shù)，必然成為GIS中一個(gè)新興的重要研討領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)電子巡查系統(tǒng)(圖1)智能終端兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)：GPS信息獲取以及空間位置信息、總臺(tái)命令的無(wú)線交互傳輸。系統(tǒng)設(shè)計(jì)以往的保安巡查沒(méi)有太多設(shè)備，人均一個(gè)對(duì)講機(jī)，一條警棍。隨著

2、GPS的出現(xiàn)，基站即總臺(tái)對(duì)每個(gè)保安的地理位置信息的掌握成為能夠。即每個(gè)保安配備一套GPS定位設(shè)備，以及一套將本身位置信息發(fā)送給總臺(tái)的無(wú)線收發(fā)設(shè)備。由于給每個(gè)保安重新配備一套設(shè)備本錢(qián)高昂，而且淘汰已有的對(duì)講機(jī)不夠現(xiàn)實(shí)，于是，將對(duì)講機(jī)作為已有的信道載體，便一舉兩得，只須對(duì)舊的對(duì)講機(jī)作部分電路的調(diào)整修正，就能既方便又實(shí)踐地構(gòu)筑前所未有的平安體系。 HYPERLINK edu.zdor/upload/0812/20211225103508.jpg 圖1 電子巡查系統(tǒng)運(yùn)用利用主板與各個(gè)功能模塊的結(jié)合組成挪動(dòng)智能終端。它包括MCU即單片機(jī)AT89S52、GPS接納模塊、模擬調(diào)制解調(diào)芯片MSM6882、液晶

3、顯示模塊LCD1602、語(yǔ)音合成芯片XF1M01，見(jiàn)圖2。挪動(dòng)智能終端完成正向GPS數(shù)據(jù)采集、處置和發(fā)送，以及反向?qū)偱_(tái)命令進(jìn)展接納、識(shí)別、執(zhí)行。其中GPS模塊一秒鐘輸出一次GPS信息，MCU將其收錄，并在顯示模塊上顯示本身經(jīng)緯度和時(shí)間日期。然后經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)芯片將數(shù)據(jù)加載到對(duì)講機(jī)然后無(wú)線傳輸給總臺(tái)，完成正向義務(wù)。圖2 智能終端構(gòu)造接著會(huì)有大約半秒種時(shí)間段等待總臺(tái)命令，假設(shè)收到總臺(tái)的命令，即根據(jù)數(shù)據(jù)幀判別命令類(lèi)型，提取相應(yīng)數(shù)據(jù)，經(jīng)MCU處置后執(zhí)行相應(yīng)的顯示操作和語(yǔ)音提示操作，完成反向義務(wù)。當(dāng)終端接納到目的命令信息并處置執(zhí)行后，重新發(fā)送回總臺(tái)時(shí)前導(dǎo)碼改動(dòng)以表示命令接納勝利，使總臺(tái)作出相應(yīng)處置。例如

4、前導(dǎo)碼可以從“start變成“start1。和以往功能單一，界面欠缺人性化的便攜式設(shè)備相比，這個(gè)GPS數(shù)據(jù)采集處置傳輸一體化智能終端有了功能的擴(kuò)展。首先，每個(gè)保安可以在LCD顯示屏上看到本人的所在經(jīng)緯度、時(shí)間日期等信息，給保安一個(gè)直觀，明晰的地理位置感。另外，可以實(shí)時(shí)接納總臺(tái)的命令信息，經(jīng)MCU處置后，將總臺(tái)派遣前往的地點(diǎn)經(jīng)緯度現(xiàn)真實(shí)LCD屏幕與本身位置加以對(duì)比，實(shí)現(xiàn)信息的透明化。另一個(gè)改良是語(yǔ)音提示智能化以及角度偏置的計(jì)算，經(jīng)過(guò)接納總臺(tái)發(fā)出的目的派遣地點(diǎn)經(jīng)緯度，與本身位置比較后，明確明晰地提示保安該往什么方向走多遠(yuǎn)。系統(tǒng)終端采用51系列的單片機(jī)作MCU。用調(diào)制解調(diào)芯片把信號(hào)加載到對(duì)講機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)

5、線傳輸替代獨(dú)立的無(wú)線通訊模塊。液晶屏選取簡(jiǎn)單易用的LCD1602。方案大大降低本錢(qián)，而且穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)必需制定一個(gè)合理的流程(圖3)以便充分發(fā)揚(yáng)MCU對(duì)數(shù)據(jù)采集、處置、傳輸?shù)裙δ?。為了使系統(tǒng)任務(wù)盡量的穩(wěn)定，功能盡量的多上行下行都有各自的處置執(zhí)行時(shí)間，以及數(shù)據(jù)更新盡量的快GPS數(shù)據(jù)一秒一幀，系統(tǒng)處置不夠用可將其改成兩秒一幀，系統(tǒng)必需制定一個(gè)合理的時(shí)序以便一致分配時(shí)間。圖3 終端任務(wù)流程MCU控制各個(gè)功能模塊任務(wù)可參考圖4的時(shí)間安排。圖4 終端MCU控制時(shí)序分配如圖4所示，在1秒時(shí)隙內(nèi)，先接納GPS信號(hào)圖中GPS表示，經(jīng)采集后再發(fā)送給調(diào)制芯片圖中Send_data，然后控制LCD顯示圖中LCD，顯

6、示終了后開(kāi)場(chǎng)等待接納總臺(tái)命令信號(hào)，等待直至下一秒的到來(lái)，相隔大約0.6秒。假設(shè)下一秒到來(lái)前沒(méi)有命令信號(hào)那么轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)；假設(shè)下一秒到來(lái)前有接納到命令信號(hào)那么進(jìn)入接納程序圖中Receive_data，經(jīng)過(guò)短暫的數(shù)據(jù)處置時(shí)間段圖中process后再啟動(dòng)顯示圖中LCD2，然后驅(qū)動(dòng)言語(yǔ)芯片發(fā)音圖中Speak。勝利收到命令信息后，下一周期的“Send_data將改動(dòng)前導(dǎo)碼以反響給總臺(tái)。硬件電路設(shè)計(jì)圖5 智能終端整體硬件電路MCU本設(shè)計(jì)采用AT89S52作為MCU，其中P0口與P1口的2，3，4控制LCD1602；P1口的5，6，7作為同步串口控制調(diào)制解調(diào)芯片MSM6882；串口的RX接納GPS數(shù)據(jù)，T

7、X發(fā)送語(yǔ)音數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖5)。GPS模塊設(shè)計(jì)采用u-blox公司的GPS接納模塊nr-86，該模塊體積小分量輕，集成高靈敏度、低功耗的NemeriX芯片方案于設(shè)計(jì)中。本模塊能快速定位, 1Hz導(dǎo)航更新頻率，并可以對(duì)16顆衛(wèi)星進(jìn)展同時(shí)跟蹤。支持WGS-84的數(shù)據(jù)協(xié)議。它接口簡(jiǎn)單，TTL電平串口輸出NMEA-0183格式的數(shù)據(jù)，只須銜接模塊的TX端與51單片機(jī)的RX端，另外單片機(jī)P1.0與模塊的RESET端相連，以控制模塊復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用NMEA默許格式中的$GPRMC協(xié)議，是由于該協(xié)議精簡(jiǎn)，信息覆蓋面廣，數(shù)據(jù)容易被單片機(jī)采集處置。調(diào)制解調(diào)芯片MSM6882在設(shè)計(jì)時(shí)，89S52單片機(jī)經(jīng)過(guò)同步串口與該芯

8、片相連，然后由芯片把信號(hào)調(diào)制到模擬信道，再將信號(hào)加載到對(duì)講機(jī)PTT上，由對(duì)講機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。單片機(jī)CLK引腳的輸入時(shí)鐘周期應(yīng)在0.42s到1.35s范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)可調(diào)電阻調(diào)理調(diào)制信號(hào)輸入到電臺(tái)的幅值。信號(hào)一路經(jīng)信號(hào)限幅后送入MSM6882的AI引腳，另外一路經(jīng)放大、檢波、幅值比較后送入單片機(jī)，以作為載波檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到該信號(hào)時(shí)，可以采取延時(shí)發(fā)送的方式來(lái)防止同頻干擾和信道阻塞。語(yǔ)音合成芯片XF1M01語(yǔ)音合成芯片 XF1M01經(jīng)過(guò)異步串口接納待合成的文本，它內(nèi)含GB-2312漢字字庫(kù)，外接單支三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，即可實(shí)現(xiàn)文本到聲音TTS的轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)中音頻輸出經(jīng)過(guò)功放再送給揚(yáng)聲器，以獲得較大音量，順應(yīng)戶(hù)外環(huán)境。只須送給它漢字的內(nèi)碼(即16位二進(jìn)制字符)，即可讀出一字，多送多讀，因此對(duì)存放空間的要求要低，適宜電子巡查系統(tǒng)的運(yùn)用。芯片空閑時(shí)Ready端輸出低電平，因此將其連至單片機(jī)P3.2，單片機(jī)即可掃描該引腳，當(dāng)芯片空閑時(shí)就經(jīng)過(guò)異步串口給它發(fā)送數(shù)據(jù)。傳輸波特率由Baud_0、Baud_1兩個(gè)引腳決議，設(shè)計(jì)中采用的是9600bps。單片機(jī)的P1.1與芯片RESET端相連以控制芯片復(fù)位。結(jié)語(yǔ)設(shè)計(jì)了一個(gè)嵌入式智能挪動(dòng)定位終端，經(jīng)過(guò)實(shí)