【儀器儀表商情網(wǎng) 汽車(chē)】GPRS(General Packet Radio Service)是一種基于GSM系統(tǒng)的通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接。其方法是以“分組”的形式傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)容量只在所需時(shí)分配，不需要時(shí)就釋放。這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)速度快，通信質(zhì)量高，無(wú)須經(jīng)過(guò)公用電話(huà)交換網(wǎng)的轉(zhuǎn)接。車(chē)載GPS終端正是利用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)信息到監(jiān)控客戶(hù)端的可靠傳輸。
定位單元和通信單元是車(chē)載GPS終端的關(guān)鍵組件，以往設(shè)計(jì)中通常采用兩個(gè)不同的硬件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，體積大，成本高，電路設(shè)計(jì)可靠性低。本設(shè)計(jì)選用的SIM508模塊，集GPS定位和GPRS通信功能于一體，不僅體積縮小一半，成本也大大降低，非常適用于經(jīng)濟(jì)緊湊型GPS車(chē)載終端的設(shè)計(jì)。
GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)模型
GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)是利用GPS接收機(jī)、無(wú)線通信、地理信息技術(shù)對(duì)移動(dòng)用戶(hù)的動(dòng)態(tài)位置（包括經(jīng)度和緯度）、運(yùn)行軌跡和狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢(xún)、指揮的智能車(chē)輛管理系統(tǒng)。按照功能模塊劃分，GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)由車(chē)載終端、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控客戶(hù)端三部分組成，系統(tǒng)工作模型如圖1所示。車(chē)載終端通過(guò)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，完成所在位置經(jīng)度、緯度、速度、時(shí)間等有效數(shù)據(jù)的解析，然后將數(shù)據(jù)打包上傳給服務(wù)器。數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)主要由移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)器和Internet網(wǎng)絡(luò)組成。車(chē)載終端的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息通過(guò)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器，并根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型錄入中心數(shù)據(jù)庫(kù)，各客戶(hù)端用戶(hù)通過(guò)Internet訪問(wèn)數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控客戶(hù)端的各項(xiàng)指令通過(guò)相反的路徑傳送至車(chē)載終端。監(jiān)控客戶(hù)端由計(jì)算機(jī)和GPS管理平臺(tái)軟件組成。GPS管理平臺(tái)融合了地理信息系統(tǒng)GIS（Geographical Information System）和數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)，用戶(hù)既可以實(shí)時(shí)查詢(xún)車(chē)載終端的位置、軌跡，也可以收發(fā)短信和發(fā)布控制命令。
SIM508是高性能無(wú)線通信模塊，外部封裝采用了80pin的板對(duì)板接口，內(nèi)部集成了GPS模塊和GSM/GPRS模塊。其中，GPS模塊采用SiRFstar-III高性能GPS芯片組，支持衛(wèi)星定位和基于移動(dòng)通信網(wǎng)的定位。GPS接收機(jī)通道20個(gè)，L1通道中心頻率為1575.42MHz，C/A編碼碼片速率1023MHz，連續(xù)追蹤。在空曠區(qū)域條件下，GPS模塊上電重啟稱(chēng)為冷啟動(dòng)，不斷電啟動(dòng)分為溫啟動(dòng)和熱啟動(dòng)。冷啟動(dòng)時(shí)由于需要較長(zhǎng)的初始化過(guò)程，搜星定位的時(shí)間最長(zhǎng)，約需要42秒，溫啟動(dòng)和熱啟動(dòng)則分別只需要約38秒和1秒的時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)有效定位。GPS模塊定位位置誤差為10m，速度誤差為0.1m/s，授時(shí)精度為1μs。解析出的經(jīng)度、緯度、速度等有用數(shù)據(jù)通過(guò)串口輸出給主控單片機(jī)，數(shù)據(jù)格式支持NMEA 0183、SiRF、RTCM SC-104等多種協(xié)議。工作直流電壓3.3V，功耗小于200mW，在高度大于18000m、速度大于515 m/s的情況下正常工作會(huì)受到影響。
GSM/GPRS通信模塊集成了完整的射頻電路和高速基帶處理器，工作直流電壓3.2～4.5V，支持850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz四個(gè)不同的頻段，GPRS 10級(jí)數(shù)據(jù)傳輸符合GSM phase 2/2+標(biāo)準(zhǔn)。休眠模式下電流只有約2.5mA，正常工作溫度范圍-20～+55℃。GSM模塊還支持驅(qū)動(dòng)兩路麥克風(fēng)、兩路揚(yáng)聲器和一路蜂鳴器，可實(shí)現(xiàn)車(chē)載電話(huà)或監(jiān)聽(tīng)功能。主控制器是通過(guò)AT指令控制GSM模塊完成語(yǔ)音通話(huà)、短消息和GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的。
