基于GPS+GIS+CDMA系統(tǒng)構(gòu)架的物流車輛監(jiān)控終端設(shè)計(jì)

　　本文對(duì)物流車輛監(jiān)控終端進(jìn)行研究，提出了基于GPS+GIS+CDMA的總體系統(tǒng)構(gòu)架。系統(tǒng)將全球定位系統(tǒng)(Global Position-ing System，GPS)、地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)以及CDMA(Code Division Multiple Access)無線通信技術(shù)融于一身。

　　本文設(shè)計(jì)的物流運(yùn)輸車輛監(jiān)控終端，通過GPS衛(wèi)星定位獲得車輛的經(jīng)緯度等信息后，經(jīng)過CDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)地將運(yùn)輸車輛的各種信息傳輸給監(jiān)控中心，供監(jiān)控中心對(duì)整體運(yùn)輸車隊(duì)進(jìn)行顯示、查詢、調(diào)度。

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　基于GPS和CDMA的物流運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)由車輛監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控中心組成。其中數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)由CDMA網(wǎng)絡(luò)和Internet組成。

　　通過GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，車輛終端能夠?qū)ξ锪鬈囕v和物流對(duì)象進(jìn)行精確定位，經(jīng)CDMA無線網(wǎng)絡(luò)接入Internet鏈接到監(jiān)控中心服務(wù)器，實(shí)時(shí)向監(jiān)控中心傳輸物流車輛的經(jīng)緯度、速度、航向、海拔、時(shí)間等GPS數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控中心可以在具有地理信息處理和查詢功能的電子地圖上顯示、查詢車輛的各種信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài)。

　　另外監(jiān)控中心還具有與車載終端通訊的功能，能夠?qū)ξ锪鬟\(yùn)輸車輛實(shí)時(shí)調(diào)度、對(duì)突發(fā)事故進(jìn)行及時(shí)處理，適用于各種物流交通領(lǐng)域。

　　2 終端硬件設(shè)計(jì)

　　本文設(shè)計(jì)的物流車載終端硬件結(jié)構(gòu)由S3C2440A、JTAG片上調(diào)試接口、視頻接口、音頻接口、復(fù)位電路、CDMA無線通信模塊、GPS模塊、電源電路、LCD觸摸屏、鍵盤等組成，外接SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH作為外部存儲(chǔ)器，其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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　　圖1 終端硬件設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)

　　2.1 CPU選型

　　為了滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、大數(shù)據(jù)量處理、GPS信號(hào)接收、CDMA數(shù)據(jù)發(fā)送等各方面的要求，終端采用三星公司的S3C2440A 32位ARM芯片作為CPU。S3C2440A采用了先進(jìn)的ARM920T內(nèi)核，片上集成了3路UART串口，2路SPI口，8路10位ADC，具有日歷功能的RTC，帶PLL的片上時(shí)鐘發(fā)生器，130個(gè)通用I/O口，24個(gè)外部中斷源等豐富的資源，易于開發(fā)，是一款性價(jià)比非常高的芯片。

　　2.2 CDMA模塊接口設(shè)計(jì)

　　終端采用了華為EM200 CDMA1X模塊。該模塊工作頻段為800 MHz，最大發(fā)射功率為0.25 W，接收靈敏度小于-106 dBm，工作電壓3.3～4.2 V，集成了UART，UIM卡，天線等豐富的資源接口。支持標(biāo)準(zhǔn)AT指令集。極限工作溫度為-30℃～+75℃，工作溫度范圍廣，適合各種物流運(yùn)輸環(huán)境。

　　S3C2440A有3個(gè)UART串口，EM200模塊與S3C2440A通過串口1相連，因?yàn)槎咻斎胼敵龆际荰TL電平，所以無需電平轉(zhuǎn)換可直接相連，其中EM200的管腳是數(shù)據(jù)發(fā)出端，與S3C2440A的RXD端相連;EM200的管腳是數(shù)據(jù)接收端，與S3C2440A的TXD端相連，由此實(shí)現(xiàn)了兩者之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。華為EM200 CDMA1X模塊與S3C2440A連接圖如圖2所示。

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　　圖2 華為EM200 CDMA1X模塊與S3C2440A連接圖

　　其中S3C2440的TXD0、nRTS0、DTR腳，分別經(jīng)過3個(gè)1 kΩ電阻與EM200的腳相連，目的是防止電流過大對(duì)芯片造成損害。

　　2.3 GPS模塊接口設(shè)計(jì)

　　GPS模塊是終端實(shí)現(xiàn)精確定位的關(guān)鍵，是終端設(shè)計(jì)的核心，所以本終端選取了Gstar公司的SIFEIII代GS-15B模塊。

　　GS-15B是一個(gè)高效能、低功耗的智能型衛(wèi)星接收模塊。它采用***聯(lián)發(fā)科技股份有限公司所設(shè)計(jì)的MT3329F衛(wèi)星定位接收芯片，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器。同時(shí)具備全方位功能，能滿足專業(yè)定位的嚴(yán)格要求與工業(yè)級(jí)需求。內(nèi)置GPS天線，采用MTK高靈敏度、低耗電量芯片MT3 329F。具備快速定位及追蹤32顆衛(wèi)星的能力。體積超小，芯片內(nèi)建20萬個(gè).運(yùn)算器，大幅提高搜尋及運(yùn)算衛(wèi)星訊號(hào)能力。支持NMEA-0183 v2.2版本規(guī)格輸出。接收靈敏度為-157 dBm，工作溫度為-40℃～85℃，TTL電平輸出，工作電壓3.3～5.0 V，冷啟動(dòng)定位時(shí)間僅為42 s，平均定位精度為10～15 m。既滿足了終端對(duì)高性價(jià)比需求，也滿足了終端的精確定位的需求。

　　S3C2440A與GS-15B的接口連接圖如圖3所示。終端使用S3C2440A的串口2連接GPS模塊，為了增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，在 S3C2440A的TXD1和PXD1管腳上加了2個(gè)100 kΩ的上拉電阻。終端一般只接收GPS信息，不對(duì)GPS做寫操作，所以為了保護(hù)芯片，在S3C2440A的RXD1與GS-15B之間加了1個(gè)100 Ω的電阻和1個(gè)型號(hào)為MCIA148的反向二極管，從而保證了終端運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定。

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　　圖3 S3C2440A與GS-15B的接口連接圖