基于Spreadtrum和SiRF的GSM+GPS模塊設(shè)計

1 系統(tǒng)簡介

UB680模塊集成了四頻GSM／GPRS無線通信模塊和GPS接收機(jī)模塊，系統(tǒng)框圖如圖1所示。GSM和GPS兩者高度結(jié)合，提供了多種靈活的工作模式。GSM／GPRS和GPS接收機(jī)既可分別獨立工作又可由GSM／GPRS控制GPS。GPS信息可由本地控制和傳送，也可空中控制和傳送。60腳板對板連接器將各個功能接口留出，主要包括：GSM電源接口(Power Supply)、GPS電源接口(Power Supply)、ADC接口、GSM串行通信接口(2Channel UART)、GPS串行通信接口(1 Channel UART)、雙通道模擬音頻接El(2 Channel Audio)、5×5矩陣式鍵盤接口(5×5 Keypad Array)、標(biāo)準(zhǔn)SIM卡接口、后備電池(RTC Backup)等。本身內(nèi)嵌了TCP／IP協(xié)議，支持AT命令擴(kuò)展，可以實現(xiàn)各種用戶個性化定制方案。 

2 軟件架構(gòu)

除了GSM／GPRS通信軟件功能和GPS receiver軟件外，還有融合二者的GPS數(shù)據(jù)接收、GPS數(shù)據(jù)發(fā)送、GPS控制和GPRS網(wǎng)絡(luò)自恢復(fù)機(jī)制4個部分，如圖2所示。 

GSM／GPRS單元使用GSM_UART2接收標(biāo)準(zhǔn)NMEA一0183格式的GPS數(shù)據(jù)，并且把接收的GPS數(shù)據(jù)按照用戶AT指令設(shè)置指定的傳送方式進(jìn)行本地顯示或者傳送到第三方接收單元，第三方接收單元按照NMEA一0183標(biāo)準(zhǔn)對接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理。

GSM／GPRS單元可以通過GSM_UART2發(fā)送AT指令對GPS單元進(jìn)行控制，例如控制GPS輸出的波特率和匯報時間等。當(dāng)選擇以GPRS方式傳送GPS數(shù)據(jù)時，可能由于GPRS網(wǎng)絡(luò)異常、TCP／UDP斷開導(dǎo)致GPS數(shù)據(jù)傳送被迫中斷，GPRS自恢復(fù)機(jī)制能夠重新連接上GPRS網(wǎng)絡(luò)、激活PDP和建立TCP／UDP連接，從而最大程度地保證GPS數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性和穩(wěn)定性，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

3 工作模式

3．1 GPS單元與GSM／GPRS單元獨立工作模式

GPS單元與GSM／GPRS單元的獨立工作模式如圖3所示。 

GPS單元與GSM／GPRS單元可以看作是完全獨立的兩個個體，兩者可以脫離對方依賴單獨運行。它是GSM／GPRS單元和GPS模塊在硬件上的簡單組合。兩者之間在邏輯上無任何關(guān)系，GSM／GPRS通過其AT指令串口接受用戶的控制。GPS通過其串口向用戶匯報相應(yīng)的定位信息以及接受用戶的各種配置控制。

GPS單元可作為一個獨立的實體，且提供一個端口GPS_UART0供用戶使用。GPS_UARTO口既可輸出標(biāo)準(zhǔn)的NMEA—0183協(xié)議的定位信息又可接受用戶的控制，輸出的定位信息可供GSM／GPRS單元或其他第三方單元使用處理。

通過GPS_UARTO口可控制GPS的數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容：GlPS波特率——2 400、4 800、9 600、14 400、19 200、28 800、38 400、57 600、115 200 bps，啟動模式——Cold、Warm、Hot，停止模式——Stop、Sleep，時分區(qū)——Hour zone(一11，一10，一9，…，12)，Minute zone(0、15、30、45)，Debug時間間隔配置——O、5000，位置栓——終端顯示位置可鎖定不變，滿足一定越界條件才改變。

GSM／GPRS單元也可視為一個獨立的實體，且提供2個串口GSM_UARTO、GSM_UARTl供用戶使用。GSM_UART1作為Debug口使用，打印調(diào)試信息、log信息等；GSM_UARTO作為AT指令口使用，回顯數(shù)據(jù)，對指令功能進(jìn)行設(shè)置、執(zhí)行、測試、查詢等。

3．2 GPS單元與GSM／GPRS單元融合工作模式

在融合工作模式下，GPS的定位數(shù)據(jù)傳輸至GSM／GPRS單元并在該單元中根據(jù)用戶的配置進(jìn)行相應(yīng)的處理，可將GPS數(shù)據(jù)分別在串口輸出(工作模式2)、SMS傳輸和GPRS傳輸(工作模式3)。傳送的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)的NMEA—0183數(shù)據(jù)格式(以“rdquo;開頭和*cc結(jié)尾，cc為2位十六進(jìn)制校驗和)，依照客戶的不同需求，可以把GPS截獲的數(shù)據(jù)解析成易于理解的信息。在該工作模式下傳送、控制、串口輸出數(shù)據(jù)等，以滿足客戶不同的需求。模塊提供了一系列的AT指令并且具有可擴(kuò)展性，方便用戶通過GSM_UARTO串口對GPS單元進(jìn)行控制和設(shè)置，以獲取相應(yīng)的GPS定位信息，并且通過GSM／GPRS單元進(jìn)行本地回顯或者遠(yuǎn)程匯報。

3．2．1 GPS信息由GSM／GPRS串口輸出

通過在超級終端中輸入圖4中的AT指令實現(xiàn)。 

3．2．2 GPS信息由GPRS方式傳輸

①打開Server服務(wù)器模擬程序。
    ②設(shè)置本地端口號。
    ③選擇監(jiān)聽按鈕。

在超級終端對話框內(nèi)依次輸入圖5所示命令：

3．2．3 GPS數(shù)據(jù)通過SMS傳輸

GPS數(shù)據(jù)通過GSM的短消息形式傳輸，在超級終端對話框內(nèi)依次輸入圖6所示命令： 

AT+GPSDATAMOD
       ；設(shè)置GPS數(shù)據(jù)傳輸模式為2，即GPS數(shù)據(jù)
       ；以GSM的短消息形式傳輸
    AT+GPSSMSNUM
       ；設(shè)置GPS數(shù)據(jù)以短信方式傳輸目的號碼