本科生毕业论文
题目 GPS卫星定位及短信接收/发送系统
作者姓名 王俊发 指导教师 田钢 所在学院 物理科学与信息工程学院 专业(系) 电子信息工程 班级(届) 2006届 本科
完成日期 2006 年 5 月 20 日
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目 录
中文摘要、关键词?????????????? （1） 1、绪论???????????????????（1） 2、整体方案论证???????????????（1） 3、电路组成和工作原理????????????（4） 3.1 显示电路的设计????????????? （5） 3.2 GPS信息采集电路的设计 ????????? （6） 3.3 GPS发短信电路的设计 ?????????? （6） 3.4 数据存储器扩展电路设计 ????????? （7） 3.5 单片机处理系统的设计 ?????????? （8） 4、整体制作????????????????? （11） 5、程序部分的整体设计???????????? （11） 5.1 采集GPS信息流程???????????? （11） 5.2 发短消息流程?????????????? （13） 5.3 程序整体流程?????????????? （17） 6、电路的测试???????????????? （18） 6.1 GPS数据采集和G18通信电路的调试???? （18） 6.2 显示电路的调试????????????? （18） 6.3 整体电路调试及性能分析????????? （19） 7、结束语?????????????????? （20） 附录：控制源程序清单?????????????（20） 参考文献 ?????????????????? （41） 英文摘要、关键词???????????????（41）
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摘要：本系统是基于中国移动短信平台，利用全球卫星定位系统模块GARMIN15L和摩托罗拉工业手机模块G18实现实时显示受控单位的位置信息以及通过短消息的形式控制受控单位实现相应的功能。
本系统的中央控制单元MCU采用美国ATMEL公司的AT89C51控制单元，通过串口实现与GPS模块GARMIN15L和G18之间的数据通信。三个数码管显示位置信息，G18通过手机短信定时向固定手机号发送GARMIN15L采集到的位置信息，用手机通过短消息形式可以控制系统实现特定的控制功能，并显示出相应的控制指令。
由于对位置和状态信息的数据要求有一定的实时性。同时受控单位与调控中
心之间的信息沟通实际上也是一种数据的通信方式，其信息量一般也不会超过GSM短信息的长度范围。因此利用GSM的短消息业务基本可满足系统通信的需要。 其次，通过短信息方式发送数据其成本代价远远低于其它方式（如通过话音信道）。
本系统具有一定的实时性，非常适合用于车辆或大型设备的的定位、数 据反馈和远程监控。
关键词：AT89C51 GPS 短消息 GARMIN15L G18
1、 绪论
本系统基于移动通信平台，利用全球卫星定位系统模块GARMIN15L和摩托罗拉工业手机模块G18实现实时显示受控单位的位置信息以及通过短消息的形式控制受控单位实现相应的功能。GPS模块通过接收卫星的信息可以准确的记录受控终端的位置信息、速度信息、海拔高度等等。这些数据通过串行输入口把数据送给控制器（AT89C51单片机）处理，控制器把处理好的数据转换成固定格式的数据，通过串行输出口送给G18手机模块发送给监控终端或指定的手机号。报告受控终端的位置信息。在本系统中采集和发送经纬度信息。
本系统具有一定的实时性，非常适合用于车辆或大型设备的定位、数据反馈和远程监控。
2、 整体方案论证
本系统利用AT89C51单片机通过串行输入口（RXD）和串行输出口(TXD)分时实现对GARMIN15L的定位数据采集和处理G18接收到的控制信息及传送给G18要发送的定位信息，并通过四位数码管显示出相应的信息。
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GPS位置信息显示用四个数码管轮流动态显示，G18由中央处理器MCU控制定时向指定的手机号上发送短消息来报告受控单元的位置信息（本系统设定3分钟发送一次）。同时G18接收处理另外一个指定的G18（或指定的的手机）发送的信息或命令执行相应的命令并显示。
该系统本着精确、可靠、先进、实用、经济、合理的原则进行设计,在设计过程中应该把握以下系统设计原则:
1、 准确性：确保数据在传输中的准确性,可在数据的传输中加入校验和。 2、 可靠性：软件设置要合理,在通信失败后要有相应的操作,以便重要数据不被丢
失。
3、 及时性：对于控制中心的命令要及时的处理。
4、先进性：系统设计尽可能不以降低系统的可靠性为代价,真正做到不仅具有当今
先进技术，采用先进的概念、技术和方法，而且具有发展潜力。
GPS接收板在市场上品种较多[5]，GARMIN公司的GPS15－LVS系列OEM（Original Equipment Manufacturer）接收板具有很高的性价比，是目前应用最广泛的GPS接收处理板，能满足各种导航和实时领域的需要。GPS15－LVS系列OEM板采用单一5V供电，内置保护电池，RS232、TTL两种电平自动输出NMEA0183 2.0格式（ASCII字符型）语句，其主要性能特点如下：
? 并行12通道，可同时接收12颗卫星；
? 定位时间：重捕<2s，热启动为15s，冷启动45s，自动搜索90s； ? 定位精度：15 mRMS/差分时<5 m；
? RS232输出，波特率可由软件设置（1200－9600）； ? 工作环境温度：－35～＋85C； ? 尺寸：46.5mm×69.8mm×11.4mm； ? 输入电压（DC）：5.0（1＋－0.05）V； ? 后备电源：板置3V锂电池（10）年寿命； ? 功耗：1W；
? 天线接口：50Ω MCX接头有源天线（5V）；
。
? 电源/数据口：单排12插针。
GARMIN15L输出的数据格式如下[ 5]：
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh
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传送的信息说明如下：
$GPGGA： 起始引导符及语句格式说明（本句为GPS定位数据） <1> UTC时间，时时分分秒秒格式
<2> 纬度，度度分分.分分分分格式（第一位是零也将传送） <3> 纬度半球，N或S（北纬或南纬）
<4> 经度，度度分分.分分分分格式（第一位零也将传送） <5> 经度半球，E或W（东经或西经）
<6> GPS质量指示，0=方位无法使用，1=非差分GPS获得方位，2=差分方式获得方位（DGPS），6=估计获得
<7> 使用卫星数量，从00到12（第一个零也将传送） <8> 水平精确度，0.5到99.9
<9> 天线离海平面的高度，-9999.9到9999.9米 M 指单位米
<10> 大地水准面高度，-999.9到9999.9米 M 指单位米
<11> 差分GPS数据期限（RTCM SC-104），最后设立RTCM传送的秒数量（如无DGPS为0）
<12> 差分参考基站标号，从0000到1023（首位0也将传送。如无DGPS为0） * 语句结束标志符
hh 从$开始的所有ASCII码的校验和
OEM板输出的信息可在PC机的超级中端中显示，也可在GARMIN公司提供的GPSCFG.EXE设置软件中显示，如在PC机上看到的实时接收GPGGA语句为：
$GPGGA,114641,3002.3232,N,12206.1157,E,1,03,12.9,53.2,M,11.6,M,,*4A 这是一条GPS定位数据信息语句，意思为UTC时间为11时46分41秒，位置在北纬30度2.3232分，东经122度6.1157分，普通GPS定位方式，接收到3颗卫星，水平精度12.9米，天线离海平面高度53.2米，所在地离地平面高度11.6米，校验和为4AH。
G18是摩托罗拉公司生产的GSM通信模块,性能指标超群，稳定性极高，广泛应用于短信中心、GPRS无线上网、GPS-GSM卫星导航、监控系统、遥控遥测系统、无线公话、无
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