林呂明+武斌

摘要：基于北斗定位系統(tǒng)以及GSM芯片的收發(fā)短信功能，以手環(huán)等移動設(shè)備形式進(jìn)行個人的智能防護(hù)，并通過特定按鈕觸發(fā)其緊急情況的報警功能，對指定號碼以短信息等形式發(fā)送其所在地的相關(guān)位置信息，進(jìn)行快速、精準(zhǔn)地救援，從而達(dá)到對個人的保護(hù)，保障個人財產(chǎn)和人身安全。

關(guān)鍵詞：北斗定位，個人防護(hù)，GSM

引言：近年來，城市化進(jìn)程不斷加快，公共安全問題日益突出。所以使遭遇緊急情況下的人員能夠及時發(fā)出報警信息顯得至關(guān)重要。當(dāng)人們遇到緊急情況時，不一定能有機(jī)會撥打求救電話，所以這時候就需要有效且快速的方法來保障人身安全。目前我國正在實施北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，2012年左右系統(tǒng)就已經(jīng)具備亞太地區(qū)的定位導(dǎo)航和通信服務(wù)能力。2020年左右將建成覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航具有精度高，衛(wèi)星信號強，功能豐富，以及自主知識產(chǎn)權(quán)等特點，是導(dǎo)航應(yīng)用發(fā)展的新趨勢。

本文基于北斗定位系統(tǒng)，能夠在人員緊急情況下對指定號碼發(fā)送位置信息，撥通電話，并且提供實時錄音功能。實現(xiàn)了對突發(fā)事件的實時應(yīng)急響應(yīng)，這是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在民用領(lǐng)域的創(chuàng)新，具有廣闊的應(yīng)用前景。

一、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由發(fā)射端和系統(tǒng)接收終端兩部分組成，發(fā)射端由北斗定位模塊、錄音模塊和GSM模塊三個部分組成，接收終端主要由移動端組成。北斗定位模塊獲取并給GSM模塊提供人員的位置信息；錄音模塊存儲語音內(nèi)容；GSM模塊向指定號碼發(fā)送報警信息并撥打電話。

緊急報警按鈕觸發(fā)后北斗定位模塊啟動，將位置信息由GSM模塊以短信形式發(fā)送給指定號碼并撥打電話，同時開啟錄音功能。

二、系統(tǒng)具體模塊設(shè)計

2.1單片機(jī)

單片機(jī)是單片微型計算機(jī)的簡稱，是典型的嵌入式微控制器，其在我們的日常生活中占據(jù)了重要的地位。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。但是51單片機(jī)在本文并不適用。

本設(shè)計中需要單片機(jī)與北斗定位模塊以及GSM模塊進(jìn)行連接，要求單片機(jī)具有雙串口功能；并且因為是移動設(shè)備為了避免頻繁的充電單片機(jī)還需要低功耗的特點，這些要求傳統(tǒng)的51單片機(jī)無法勝任。所以我們選用C8051F380單片機(jī)。C8051F380 相對于其他單片機(jī)C8051F380[44]具有以下突出特點：[1]

①兼容8051微控制器內(nèi)核，執(zhí)行速度快，其峰值執(zhí)行速度可達(dá) 48MIP。

②r片內(nèi)采用Silicon Labs二線（C2）開發(fā)接口，支持在系統(tǒng)、全速、非侵入式調(diào)試（不占用片內(nèi)資源）。這種調(diào)試方式支持設(shè)置斷點、單步運行、全速運行和停止命令。

③片上資源豐富，包括48個I/O引腳、4個通用的16位定時器/計數(shù)器、2個UARTS、4325字節(jié)RAM以及64KB字節(jié)的flash。

④擁有上電復(fù)位、電源監(jiān)視、時鐘丟失檢測等功能。

⑤擁有48MHZ的高精度內(nèi)部晶振，可工作在多種功耗模式下。

從以上特點可知，C8051F380擁有2個UARTS，可分別與北斗定位模塊和GSM模塊進(jìn)行連接通信；

2.2北斗定位模塊

北斗一號采用陳芳允院士提出的“雙星定位”思想進(jìn)行構(gòu)建，系統(tǒng)由空間站和地面應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成，系統(tǒng)組成如圖 2.1所示。北斗一號采用的定位原理屬于有源定位，需要通過地面站來聯(lián)系定位導(dǎo)航衛(wèi)星。而美國GPS則是無源定位的方式工作，有源定位與無源定位在定位精度、覆蓋范圍和傳輸延時等方面存在較大的差距。[2]

北斗二號采用無源定位的工作方式，可以說是中國的“GPS”，它的出現(xiàn)是為了解決北斗1號存在的缺點，提供更精確、更廣泛、更安全的定位導(dǎo)航能力。所以本文選用（BD2）+GPS雙系統(tǒng)定位的BD-126北斗定位模塊。該模塊支持北斗二號/GPS雙模式定位，定位更加精準(zhǔn)效率更高，運行更穩(wěn)定。其對外輸出信號為GGA語句、GSV語句、VTG語句。默認(rèn)波特率設(shè)置是“9600，N，8，1”[3]。

2.3 GSM模塊設(shè)計

2.3.1 GSM簡介

GSM即為全球移動通信系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用由TC35、串口電路和保護(hù)電路組成的GSM模塊。TC35新版西門子工業(yè)GSM模塊是一個既支持英文短信又支持中文短信息的工業(yè)級GSM模塊，支持?jǐn)?shù)據(jù)和語音兩種格式的 SMS 短信發(fā)送形式，且格式的設(shè)置都可通過AT命令來實現(xiàn)，本系統(tǒng)只需要發(fā)送包含個人位置信息的中文短信息。

2.3.2 TC35模塊功能介紹

TC35模塊功能有：GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、Flash 。GSM基帶處理器是整個模塊的核心，它由一個C166 CPU和一個DSP處理器內(nèi)核控制著模塊內(nèi)各種信號的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過程。GSM射頻部分是一個單片收發(fā)器SMARTi，它由一個外差式接收器、上變頻調(diào)制環(huán)路發(fā)送器（upconversion modulation loop transmitter）、一個射頻鎖相環(huán)路和一個全集成中頻合成器4個功能塊組成，共同完成對射頻信號的接收和發(fā)送等處理。GSM 模塊電流變化非常大，空閑時電流小于3.5mA，而在通話期間電流最大可達(dá)2.3A，這就對供電電路提出了較高的要求。GSM模塊電源ASIC部分使用線性電壓調(diào)節(jié)器把外部輸入的電源電壓Vbatt+進(jìn)行穩(wěn)壓處理后供 GSM基帶處理器和GSM射頻部分使用，此外它還輸出一個2.9V/70mA 的電壓供模塊外的其他電路使用。GSM射頻部分的功率放大器對電源電壓要求不高，所以直接使用外部的輸入電壓Vbatt+。Flash用來存儲一些用戶配置信息、電話本和其他信息。

2.3.3 TC35數(shù)據(jù)接口

TC35 的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，它符合ITU-TRS232 接口標(biāo)準(zhǔn)，它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bpS-115kbpS之間可選，硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。通過這一接口可以用AT命令切換操作模式，可以使它處于語音、數(shù)據(jù)、短消息或傳真模式。

2.3 警報觸發(fā)按鈕防誤觸功能的實現(xiàn)

警報觸發(fā)按鈕的觸發(fā)需要特定的動作，需要對按鈕進(jìn)行三次及以上連續(xù)按下，并且連續(xù)按下的時間間隔不能超過0.5s，才能觸發(fā)報警系統(tǒng)，有效防止誤觸情況的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

基于GPS定位數(shù)據(jù)的出行端點推斷

期刊論文] 《吉林大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版）》 ISTIC EI PKU -2016年3期肖光年雋志才高晶鑫XIAO Guang-nianJUANZhi-caiGAO Jing-xin

車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中GPS定位與道路匹配方法研究 （被引用 70 次）

[期刊論文]《武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報》 ISTIC EI PKU -2000年3期王密郭丙軒雷霆李德仁WANG MiGUOBingxuanLEITingLIDeren

作者簡介：

林呂明（1996.01.21-）男，漢族，身份證號：350403199601210014，本科生，福建省龍巖市，研究方向：地理信息科學(xué)

武斌（1995.07.21）男，漢，身份證號：411481199507214533，本科生，河南省永城市，研究方向：地理信息科學(xué)endprint