白如玉等

摘 要：北斗搜尋救助定位終端是整個(gè)系統(tǒng)的核心，該文設(shè)計(jì)了一套適用于弱勢(shì)群體定位終端，重點(diǎn)講述了該終端的定位模塊、單片機(jī)模塊以及無線通信模塊的電路設(shè)計(jì)，并通過硬件電路調(diào)試，將終端成功運(yùn)行起來，北斗接收終端通過串口調(diào)試助手進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明北斗接收機(jī)能夠正常接收來自北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，并且能接收和發(fā)送短信。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星；定位終端；無線通信

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的轉(zhuǎn)型，弱勢(shì)群體問題日益凸現(xiàn)，成為影響社會(huì)穩(wěn)定與發(fā)展的重要風(fēng)險(xiǎn)因素，而針對(duì)弱勢(shì)群體的保護(hù)設(shè)備少之又少?，F(xiàn)今我們?cè)诓皇煜さ膱?chǎng)所唯一依賴的 GPS或衛(wèi)星電話，這些對(duì)老人、兒童以及智障人士來說無疑是毫無用處的，而危險(xiǎn)無處不在，如果無法及時(shí)掌握這些人的動(dòng)態(tài)信息，可能會(huì)導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。因此設(shè)計(jì)一套基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的搜尋救助系統(tǒng)是非常有必要的。在搜尋救助系統(tǒng)中定位終端需要帶在行人的身上，才可以對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、跟蹤，因此如何設(shè)計(jì)較小的定位終端在搜尋救助定位系統(tǒng)中有著至關(guān)重要的地位。在終端的設(shè)計(jì)中，文章采用了體積較小的BD/GPS雙模定位模塊UM220。TC35i模塊作為無線通信模塊。采用C8051F380單片機(jī)，一方面可以控制北斗模塊的位置信息的接收，另一方面可以控制無線通信模塊與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行通信。

1 北斗系統(tǒng)硬件電路總體結(jié)構(gòu)

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：（1）定位功能：采用的定位終端能接收到BD2/GPS定位信息。（2）GPRS/GSM通信功能：首先，持有北斗終端的目標(biāo)可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將自己的位置定位信息傳送給監(jiān)控中心，其次，目標(biāo)也可以通過無線通信接收到監(jiān)控中心對(duì)其下達(dá)的指令。

按照北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的需求，文章將系統(tǒng)分為三大模塊，即北斗定位模塊、無線通信模塊和電源模塊。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 北斗定位模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用和芯星通的UM220模塊，UM220是雙系統(tǒng)高性能的GNSS模塊，是一款雙模定位的模塊，它可以支持GPS 和北斗二號(hào)單獨(dú)定位，也可以支持GPS和北斗二號(hào)同時(shí)的雙模定位。UM220具有尺寸小、重量輕、功耗低、低噪放等特性，適用于低成本、低功耗領(lǐng)域。UM220 模塊采用+2.85V 電源的有源天線時(shí)可以直接連接到模塊GNSS_ANT 引腳，用戶若采用非+2.85v 的有源天線，則需要為天線供電，我們采用非+2.85v的有源天線。

2.2 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)

單片機(jī)是整個(gè)硬件系統(tǒng)中的核心，它可以用于控制 BD2/GPS 模塊，接收模塊的定位導(dǎo)航信息；也可以用于控制無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)通過無線通信模塊與遠(yuǎn)程控制間的通信。在文章的設(shè)計(jì)中要求核心的單片機(jī)應(yīng)具有雙串口功能、內(nèi)部存儲(chǔ)器、豐富的外圍設(shè)備、較高的信息存儲(chǔ)、低功耗等特點(diǎn)。綜合以上特點(diǎn)，文章選用STC12C5A60S2作為控制系統(tǒng)的單片機(jī)。

STC12C5A60S2系列單片機(jī)是由宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，但是它的速度比傳統(tǒng)的8051快8-12倍。該單片機(jī)內(nèi)部集成了MAX810專用復(fù)位電路，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S，即25萬次/秒），2路PWM。 STC12C5A60S2單片機(jī)工作電壓為3.3V-5.5V， 擁有 2 個(gè) UARTS，可分別與北斗定位模塊和無線通信模塊連接；并支持在線調(diào)試功能，使編寫程序更加方便簡(jiǎn)單，將開發(fā)周期大幅度縮減；其內(nèi)部有較大容量存儲(chǔ)器，能夠保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保存。

2.3 無線通信模塊設(shè)計(jì)

定位終端上的無線通信模塊是實(shí)現(xiàn)定位終端與監(jiān)控中心之間的信息傳遞功能，其工作的性能在系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。

無線通信模塊基本分為兩類：不具有 TCP/IP 協(xié)議的模塊和具有 TCP/IP 協(xié)議的模塊和。不具有 TCP/IP 協(xié)議的模塊是要求用戶自己去編寫協(xié)議，這樣會(huì)導(dǎo)致開發(fā)的周期變長(zhǎng)，難度也加大了，因此文章選用具有 TCP/IP 協(xié)議的模塊。

文章選擇性價(jià)比較高的SIM900作為定位系統(tǒng)的通信模塊，將SIM900的TXD、RXD分別與單片機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

2.4 各模塊電路圖設(shè)計(jì)

根據(jù)各個(gè)模塊的功能需求，對(duì)北斗定位模塊UM220、單片機(jī)控制模塊STC12C5A60S2和無線通信模塊SIM900進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，電路圖如圖1所示，（a）為UM220的接口電路，（b）為STC12C5A60S2的接口電路，（c）為SIM900的接口電路。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

利用以上的設(shè)計(jì)電路，將電路連通，并做測(cè)試。

讀取短信測(cè)試如圖2（a），收到的消息指收到的中文或者英文消息，信息記錄是存儲(chǔ)在SIM 卡中的所有信息，選中信息記錄中的單個(gè)信息后鼠標(biāo)右鍵可以對(duì)信息進(jìn)行解碼或者顯示。發(fā)送測(cè)試如圖2（b），輸入短信后點(diǎn)擊短信編輯后進(jìn)行短信發(fā)送。圖中收到的信息區(qū)顯示說明發(fā)送短信成功。

4 結(jié)束語

文章提出了一種基于北斗搜尋救助定位系統(tǒng)的定位終端設(shè)計(jì)，在不減少功能的情況下選用尺寸較小的模塊，時(shí)的定位中端體積減小，更易于攜帶，并通過實(shí)驗(yàn)證明，系統(tǒng)是可行的，并且能準(zhǔn)確的接收到定位信息，并且能夠接收和發(fā)送短信，這為以后的軟件操作提供了保障。

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作者簡(jiǎn)介：白如玉（1989-），女，籍貫：吉林白山，學(xué)位：碩士研究生，研究方向：電子與通信工程。