本文介紹一項(xiàng)利用STC單片機(jī)采集和處理GPS定位信息的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)以STC公司的IAP15F2K61S2單片機(jī)為核心控制器件，通過(guò)串行口與GPS模塊(HAN1303 ATK-NEO-6M GPS)通信，接收GPS模塊輸出的時(shí)間和定位信息。該輸出信息格式采用NMEA-0183標(biāo)準(zhǔn)格式中的GPRMC語(yǔ)句。單片機(jī)接收到定位信息和時(shí)間信息后，將GPS模塊輸出的時(shí)間信息進(jìn)行時(shí)差調(diào)整，再將所獲取的位置和時(shí)間信息通過(guò)顯示終端顯示。經(jīng)過(guò)調(diào)試后。本系統(tǒng)以接收GPS定位信息和時(shí)間信息，并把經(jīng)度、緯度和時(shí)間通過(guò)屏幕顯示出來(lái)，并且通過(guò)GSM無(wú)線(xiàn)模塊SIM900A 遠(yuǎn)程傳輸給設(shè)備終端(手機(jī))�？蓪�(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。利用GSM短消息功 能�？梢园袵SM變?yōu)橐粋�(gè)尋呼臺(tái)，向監(jiān)控 中心發(fā)送消息，及時(shí)地反饋信息和接收消息，從而提高終端性能。利用GPS的定位功能和GSM的短消息功能通過(guò)接VI電路和控制器把它們集成一起，實(shí) 現(xiàn)了GPS數(shù)據(jù)的接收和消息的發(fā)送。這樣用戶(hù)終端可以利用GSM功能實(shí)時(shí)的把消息到監(jiān)控中心和收到監(jiān)控中心發(fā)來(lái)的消息，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)用戶(hù)終端指揮和調(diào)控。

1、系統(tǒng)方案

　　本系統(tǒng)主要由系統(tǒng)模塊、角度檢測(cè)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊組成。各模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。

1.1 GPS方案的論證與選擇

　　方案一：采用GPRS定位。GPRS定位具有良好定位性能。但是網(wǎng)絡(luò)需要處于常開(kāi)模式，功耗較大。且費(fèi)用高，相比GPS而言，定位精度不高。與單片機(jī)連接消耗更多資源，故此方案不可行。

　　方案二：采用GPS定位。GPS精度高，采集數(shù)據(jù)全面，且耗電量較低，掉電的狀態(tài)下還能保持一段時(shí)間數(shù)據(jù)，更適合室外使用，穩(wěn)定性和可靠性也非常好，而且可以與谷歌地圖連用，方便查找具體位置。

　　方案選擇：考慮到在本系統(tǒng)中需要對(duì)模塊的位置和相關(guān)信息進(jìn)行精確掌握，并且需要快速啟停，最終我們決定采用GPS。本系統(tǒng)中，GPS模塊更能適應(yīng)現(xiàn)代化。綜合以上兩種方案，選擇方案二。

　　1.2單片機(jī)系統(tǒng)方案的論證與選擇

　　方案一：采用stc89c52單片機(jī)控制系統(tǒng)。它具有使用成本低，品種多，擴(kuò)展方便，簡(jiǎn)便、便宜價(jià)格編程簡(jiǎn)單，易懂，有很強(qiáng)的移植性等優(yōu)點(diǎn)，但是其各方面的處理性能不夠好。

　　方案二：采用STC公司的IAP15F2K61S2系統(tǒng)。IAP15F2K61S2系列單片機(jī)是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1 T)的單片機(jī)，是高速/高可靠/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，采用STC第八代加密技術(shù)，超級(jí)加密，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成高精度R/C時(shí)鐘件(0.3 %)，士1%溫飄(-40℃一+85℃)，常溫下溫飄士0.6%(-20℃一+85℃)， 5MHz—35MHz寬范圍可設(shè)置，可徹底省掉外部昂貴的晶振和外部復(fù)位電路(內(nèi)部己集成高可靠復(fù)位電路，ISP編程時(shí)8級(jí)復(fù)位門(mén)檻電壓可選)。3路CCP/PWM/PCA} 8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(30萬(wàn)次/秒)，內(nèi)置2K字節(jié)大容量SRAM 2組超高速異步串行通信端口(UART1/UART2，可在5組管腳之間進(jìn)行切換，分時(shí)復(fù)用可作5組串口使用)，1組高速同步串行通信端口SPI，針對(duì)多串行口通信/電機(jī)控制/強(qiáng)干擾場(chǎng)合。

　　方案選擇：考慮到本系統(tǒng)多個(gè)串口的使用以及精度和比賽的要求，相對(duì)stc89c52而言，IAP15F2K61S2系列單片機(jī)跟適合本作品要求。綜合以上兩種方案，選擇方案二。

　　1.3數(shù)據(jù)傳輸方案論證與選擇

　　方案一：數(shù)據(jù)傳輸而言，對(duì)定位系統(tǒng)而言，似乎GSM模塊具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，此方面著重考慮的是GPRS流量傳輸，還是短信傳輸，GPRS流量傳輸雖然費(fèi)用較低，但是功耗較大。

　　方案二：短信傳輸數(shù)據(jù)，收設(shè)備終端給GSM指令，相應(yīng)的可以恢復(fù)需要的信息，隨時(shí)可以控制。便于管理，低功耗。

　　方案選擇：方案一算法復(fù)雜且可以得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但是作為定位系統(tǒng)而言，我們選擇方案二，短信可以實(shí)時(shí)控制與監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且成本也不高，綜合以上兩種方案，選擇方案二。

2、系統(tǒng)模塊分析

2.1 GPS模塊的分析

　　ATK-NEO-6M模塊，是ALIENTEK生成的一款高性能GPS模塊，模塊核心采用UBLOX 公司的NEO-6M模組，具有50個(gè)通道，追蹤靈敏度高達(dá)-161dBm，測(cè)量輸出頻率最高可達(dá)5Hz。ATK-NEO-6M模塊自帶高性能無(wú)源陶瓷天線(xiàn)，兼容3.3V和5V單片機(jī)系統(tǒng)，并自帶可充電后備電池(支持溫啟動(dòng)或熱啟動(dòng))。