基于GPS/GSM技术的防丢失个人定位系统电路设计 - 全文

　　采用GPS／GSM技术开发防丢失个人定位系统。该系统用于搜索和保护丢失的小孩或智障老人。系统利用GPS定位技术获得被保护人员的位置，判断其是否脱离安全区域，并可通过GSM网络，将其位置信息发送给用户。用户可以通过GSM网络对系统的工作状态进行设置。系统内部的控制是通过单片机完成的，其接收GPS数据和来自用户的命令，在分析后给出相应的处理。系统的定位精度在10米以内，能够及时将被保护人员的位置通知用户。

　　个人定位系统硬件

　　个人定位系统主要由四部分组成，即GSM模块、GPS接收机模块、单片机控制电路和电源电路。GPS模块负责接收定位数据；GSM模块在单片机的控制下收发短信；单片机控制电路对GPS定位数据进行分析，并根据用户的设置做出相应的处理。电源电路由7805和LM294lCS分别产生为+5V 和+4．2v 直流电压。+5V直流电压作为单片机、GPS模块的工作电源，+4．2V直流电压提供给GSM模块使用。

　　单片机控制电路

　　系统选用广泛应用的AT89C52单片机作为MCU。其内部有8k字节的Flash程序存储器和1256字节的RAM。该单片机内部仅有一个通用异步串口。为了能够同时与GPS以及GSM模块通信，单片机需要两个串口。所以本系统利用串口扩展芯片GM8123实现对GPS数据和GSM数据的同时收发。单片机与GM8123模块的接口电路如图2所示。

　　串口扩展芯片GM8123工作在多通道工作模式下时，模式控制引脚MS=0。多通道模式允许3个子串口同时全双工地工作。在此工作模式下，芯片的地址线 STADDl～O是输入口，由MCU控制选择希望发送数据的子串口，地址线SRADDl～0是输出口，用于向MCU返回接收到数据的子串口地址。通过对该芯片的控制，单片机可以同时与GPS模块和GSM模块全双工通信。

　　GSM电路模块

　　GSM模块负责在被保护对象和监控用户之间传递信息。本系统采用德国西门子工业的GSM模块TC35i。TC35i模块是一个的工业级GSM模块，工作在 GSM900和GSMl800双频段，支持中文短信息。TC35i的数据接口（CMOS电平）通过AT命令可双向传输指令和数据，它支持Text和PDU 格式的SMS（短消息）。GSM模块接口电路如图3所示。

　　本系统采用的GPS模块为SIRF第三代高灵敏度引线式GPS接收模块SIRF starⅢ。该芯片定位精度在10m以内，最多可以同时追踪20个卫星信道。其内部有可充电电池，可以保存星历数据，便于快速定位。串口数据格式为TTL 电平数据输出，通讯速率为4800通讯波特率，每秒输出一次GPS全数据。该模块GPS天线采用MMCX接口，数据线接口为6线接插件，排线输出，使用简单，一般情况下只需用到三根输出线，第一脚接3．5～5．5V的直流正电源，第五脚是电源地，第二脚是GPS的输出线，它是TTL电平的串口信号，高电平大于2．4V，低电平小于0．4V，输出驱动能力为2mA，可以直接和单片机接口。如果只使用默认设置，单片机只从该模块读取数据即可。