基于GPS+GIS+CDMA系统构架的物流车辆监控终端设计

　　本文对物流车辆监控终端进行研究，提出了基于GPS+GIS+CDMA的总体系统构架。系统将全球定位系统(Global Position-ing System，GPS)、地理信息系统(Geographic Information System，GIS)以及CDMA(Code Division Multiple Access)无线通信技术融于一身。

　　本文设计的物流运输车辆监控终端，通过GPS卫星定位获得车辆的经纬度等信息后，经过CDMA无线通信网络与监控中心进行通信，实时地将运输车辆的各种信息传输给监控中心，供监控中心对整体运输车队进行显示、查询、调度。

　　1 系统总体设计

　　基于GPS和CDMA的物流运输车辆监控系统由车辆监控终端、数据传输网络以及监控中心组成。其中数据传输网络由CDMA网络和Internet组成。

　　通过GPS卫星网络，车辆终端能够对物流车辆和物流对象进行精确定位，经CDMA无线网络接入Internet链接到监控中心服务器，实时向监控中心传输物流车辆的经纬度、速度、航向、海拔、时间等GPS数据信息，监控中心可以在具有地理信息处理和查询功能的电子地图上显示、查询车辆的各种信息，实时监控车辆运行状态。

　　另外监控中心还具有与车载终端通讯的功能，能够对物流运输车辆实时调度、对突发事故进行及时处理，适用于各种物流交通领域。

　　2 终端硬件设计

　　本文设计的物流车载终端硬件结构由S3C2440A、JTAG片上调试接口、视频接口、音频接口、复位电路、CDMA无线通信模块、GPS模块、电源电路、LCD触摸屏、键盘等组成，外接SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH作为外部存储器，其硬件结构如图1所示。

　　

 

　　图1 终端硬件设计硬件结构

　　2.1 CPU选型

　　为了满足系统对实时性、大数据量处理、GPS信号接收、CDMA数据发送等各方面的要求，终端采用三星公司的S3C2440A 32位ARM芯片作为CPU。S3C2440A采用了先进的ARM920T内核，片上集成了3路UART串口，2路SPI口，8路10位ADC，具有日历功能的RTC，带PLL的片上时钟发生器，130个通用I/O口，24个外部中断源等丰富的资源，易于开发，是一款性价比非常高的芯片。

　　2.2 CDMA模块接口设计

　　终端采用了华为EM200 CDMA1X模块。该模块工作频段为800 MHz，最大发射功率为0.25 W，接收灵敏度小于-106 dBm，工作电压3.3～4.2 V，集成了UART，UIM卡，天线等丰富的资源接口。支持标准AT指令集。极限工作温度为-30℃～+75℃，工作温度范围广，适合各种物流运输环境。

　　S3C2440A有3个UART串口，EM200模块与S3C2440A通过串口1相连，因为二者输入输出都是TTL电平，所以无需电平转换可直接相连，其中EM200的管脚是数据发出端，与S3C2440A的RXD端相连;EM200的管脚是数据接收端，与S3C2440A的TXD端相连，由此实现了两者之间的数据收发。华为EM200 CDMA1X模块与S3C2440A连接图如图2所示。

　　

 

　　图2 华为EM200 CDMA1X模块与S3C2440A连接图

　　其中S3C2440的TXD0、nRTS0、DTR脚，分别经过3个1 kΩ电阻与EM200的脚相连，目的是防止电流过大对芯片造成损害。

　　2.3 GPS模块接口设计

　　GPS模块是终端实现精确定位的关键，是终端设计的核心，所以本终端选取了Gstar公司的SIFEIII代GS-15B模块。

　　GS-15B是一个高效能、低功耗的智能型卫星接收模块。它采用***联发科技股份有限公司所设计的MT3329F卫星定位接收芯片，是一个完整的卫星定位接收器。同时具备全方位功能，能满足专业定位的严格要求与工业级需求。内置GPS天线，采用MTK高灵敏度、低耗电量芯片MT3 329F。具备快速定位及追踪32颗卫星的能力。体积超小，芯片内建20万个.运算器，大幅提高搜寻及运算卫星讯号能力。支持NMEA-0183 v2.2版本规格输出。接收灵敏度为-157 dBm，工作温度为-40℃～85℃，TTL电平输出，工作电压3.3～5.0 V，冷启动定位时间仅为42 s，平均定位精度为10～15 m。既满足了终端对高性价比需求，也满足了终端的精确定位的需求。

　　S3C2440A与GS-15B的接口连接图如图3所示。终端使用S3C2440A的串口2连接GPS模块，为了增强驱动能力，在 S3C2440A的TXD1和PXD1管脚上加了2个100 kΩ的上拉电阻。终端一般只接收GPS信息，不对GPS做写操作，所以为了保护芯片，在S3C2440A的RXD1与GS-15B之间加了1个100 Ω的电阻和1个型号为MCIA148的反向二极管，从而保证了终端运行时的稳定。

　　

 

　　图3 S3C2440A与GS-15B的接口连接图