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1、精选优质文档-倾情为你奉上应用与设计国外电子元器件年第期年月基于的地面目标跟踪及报警系统的设计与实现汪忠华，章益品，姚银花，王金海（天津工业大学信息与通信工程学院，天津）摘要：以微处理器为核心，利用技术和网络，设计了一种地面目标跟踪及报警系统。该系统通过解析卫星定位数据，解码获取当前经纬度信息，然后经模块向监控中心发送，监控中心将得到的信息解析并在电子地图上显示出来，实现实时定位跟踪，对于个人防劫持、车辆防盗等方面具有重要意义。关键词：；定位；电子地图文献标识码：文章编号：（）中图分类号：，（，）：，：；引言随着现代化科技的发展，人们对移动目标监控数据传输能力明显加强，并且，技术更加成熟，的要
2、求越来越高。例如，地面目标跟踪及报警系统可协助家长实现对孩子的监控，孩子若遭遇走失或劫持事件，监控中心通过分析手持终端发送的数据确定孩子所在位置，以采取相关安全措施。此外，地面目标跟踪及报警系统在城市出租车调度、物流运输监控等领域都有着广泛的应用前景。地面目标跟踪及报警系统是伴随着技术和网络的成熟而发展起来的。世纪年代初，技术逐渐兴起，基于的移动跟踪、监控系统开始走向市场。近年来，网络发展迅速，其年月日，美国政府宣布取消普通定位的选择干扰（）政策，这样，一般接收机定位精度可以达到。综合上述，采用和网络，以低功耗微控制器展开设计的地面目标跟踪及报警系统势必得到迅猛发展，市场潜力巨大。和简介全球定
3、位系统（，）是美国从世纪年代开始研制，历时年，耗资亿美元，于年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代基于的地面目标跟踪及报警系统的设计与实现卫星导航与定位系统。其基本原理是把高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方的方法，确定待测点的位置。构，使位代码能够在最大时钟速率下运行。由于内置了宽范围的串行通信接口，从而给硬件设计和软件移植都带来了很大的便利。模块采用日本光电公司的，体积小，功耗低，抗电磁干扰，可以同时跟踪颗卫星。模块采用公司的。系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、应用最广泛的一种系统，主要提供话音、短消息、数据等多种业务，
4、本系统就是利用其短消息服务传输数据。高精度、自动化、高效益等显著以全天候、特点，广泛地应用于大地测量、地质勘探和车辆导航等方面，近年来随着模块成本的不断下降和地面通信系统的不断发展，和技术相结合的系统正如火如荼地向前发展。系统的组成结构地面目标跟踪及报警系统由手持终端和监控中心两大部分组成，如图所示。其中手持终端以微控制器为核心，通过和分别连接模块和模块（发送）；监控中心由机和模块（接收）构成，机中安装的电子地图软件用于解析模块传来的定位信息，并精确显示出被跟踪目标的具体地理位置。图手持终端原理图通过串行口发送采样周期的设置、数据类型选择和通信波特率等控制命令和接收定位信息。通过串行口发送指令
5、实现控制的工作和传送。显示当前的经纬度和时间等信息，按键用来控制是否发送信号。监控中心部分监控中心由模块与机组成。采用作为监控中心的电子地图软件，在机上安装完，设置好相关的端口参数，即可实现将模块传送来的定位信息实时显示在电子地图上。图系统组成结构系统的硬件设计系统的软件设计手持终端的相关程序用语言编写，程序流程手持终端部分手持终端由微控制器、模块、模块、按键、构成。其结构如图所示。手持终端以为主控制器，是基于实时仿真和跟踪的位软件设计主要包括系统初始化、如图所示。数据处理、数据处理大部分。系统初始化系统初始化主要是对串行口的初始化，包括传输帧格式、波特率的设置。根据模块、模块的硬件特性，设置
6、波特率为、的微控制器，并带有的嵌入高速存储器；位宽度的存储器接口和独特的加速结波特率为，均无奇偶校验位，位停止位，位数据位。国外电子元器件年第期年月地磁变化方向，为或数据处理确认有按键按下时（启动键盘防抖动程序），提取存储的数据，转换成相应的码，即符合格式。然后将最终有效的定位信息发送至监控中心。的短信业务利用信令信道传输，它不用拨号建立连接，把要发送的信息加上目的地址和其他控制信息发到短信服务中心，经短信服务中心完成存储再转发送给目标机，这种特性适合数据远程传送。每条短信息容量为字符。终端通过串行口控制有三种接入协议，分别是基于命令的和基于命令的、。其中应用最为广泛。本系统采用的是，采用命令
7、完成短信息的读取和发送。不同厂家生产的模块图程序流程图数据处理模块接收卫星定位信号，判断其为格式，经解析留下经纬度、时间等主要信息以待下一步处理，否则继续接收卫星定位信号。命令集会稍有不同，本系统采用的是公司的模块，具体可以参考公司提供的数据手册和等资料。比如发送一命令用户手册条消息可以采用命令，格式如下：模块输出的定位信息服从通信标准。通信标准的输出数据经度、高度、采用的是码，其内容包含了纬度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息。语句有种，包括、和。本系统用到的是纪录语句，它包含了定位系统需要的所有信息。格式举例：￥，￥，当前位置的格林尼治时间（），格式为状态，为有效位置，为非有效接收
8、警告纬度，格式为标明南北半球，为北半球、为南半球径度，格式为标明东西半球，为东半球、为西半球地面上的速度，范围为到方位角，范围为到度日期，格式为地磁变化，从到度短信长度回车目的手机号码回车短信内容系统上电后，微控制器开始执行主程序。在主程序中，首先进行系统初始化，初始化的内容包括模块和模块的基本参数设置，然后进入主程序的数据处理部分。系统的实现实现步骤与结果启动调试软件，通过实验板上的接口将编好的源代码编译、烧写进微控制器。将监控中心模块上的卡插放到手机中，让手机充当“临时监控中心”。将手持终端脱机上电运行，、秒后按下实验板上的中断触发按钮，略等片刻，手机便收到一条来自手持终端的信息，经纬度为
9、，而实际精确经纬度为，略存在误差。取下手机的卡，放至监控中心的模块上。开启机上的电子地图软件，设置停止位、无口的各参数：波特率、奇偶校验，以使其与模块匹配。再一次上电运行，点击上的“导航”按钮。定位点正好停留在基于的地面目标跟踪及报警系统的设计与实现了天津市河东区天津工业大学上，放大地图，定位点落在了实验楼所在位置，地图窗口下方也实时显示出了定位点的经纬度数值和当前时间（如图所示）。单，可靠性较高。参考文献：操作性及实时性有显著提高，而且成本较低，结构简周立功嵌入式系统基础教程北京：北京航空航天大学出版社，误差分析系统调试初步通过，还得测试其稳定性、分析误差所在。从实验结果得出，定位精度的误差
10、基本上控制在以内，误差原因主要来自两方面：首先是模块硬件本身的性能误差，要求工作电压为直流（纹波）。且模块使用有源天线，若天线受附近电磁场干扰或卫星所处位置不很理想时，定位精度会有不同程度的降低。另一方面，电子地图的分辨率也大大决定了定位点的精确性。编辑是一个支持自主测绘、电子地图的软件。为达到理想的定位精度，可自行测绘一份更精细的电子地图。袁建平卫星导航原理与应用北京：中国宇航出版社，孙增军，胡延平基于的移动监控定位系统设计现代电子技术，（）：李学桥，张征，袁建平，陈卫锋基于定位、短消息运输监控系统的设计与实现郑州轻工业学院学报（自然科学版），（）：武斌，李康，孔繁敏，王岩，宋嵩基于短消息的手持机的设计与实现计算机工程与应用，（）：结束语基于微控制器的嵌入式系统能够完成所田世君，张德民，徐志刚基于嵌入式操作系统定位终端的设计与实现重庆邮电学院学报（自然科学版），（）：作者简介：汪忠华（），男，浙江宁波人本科生，主要研究方向为嵌入式系统。收稿日期：咨询编号：需的各种协议，能够满足系统的软硬件需求。地面目标跟踪及报警系统整合了、技术，利用的功能实现手持终端和监控中心之间的数据传送，以实施对目标的实时定位跟踪。在开发测试中，可明显感觉到与自建无线数据网相比，其可图电子地图软件上显示的定位信息专心-专注-专业