引言

　　現在以GPS（全球衛星定位系統）為核心的GIS（地理信息系統）設備正進入普及應用階段。隨著技術的發展，各種移動定位終端已經深入我們的生活，而同時人們需要更多基于位置的安全保障，于是也向GPS提出了新的要求，能否提供一種嵌入式GPS，提供安防聯防諸如巡查過程中保安移動信息服務，位置監控調配服務等。不言而喻，GPS、微型嵌入式終端等新技術，必然成為GIS中一個新興的重要研究領域。

　　本設計主要實現電子巡查系統(圖1)智能終端兩個關鍵技術環節：GPS信息獲取以及空間位置信息、總臺命令的無線交互傳輸。

系統設計

　　以往的保安巡查沒有太多設備，人均一個對講機，一條警棍。隨著GPS的出現，基站即總臺對每個保安的地理位置信息的掌握成為可能。即每個保安配備一套GPS定位設備，以及一套將自身位置信息發送給總臺的無線收發設備。由于給每個保安重新配備一套設備成本高昂，而且淘汰已有的對講機不夠現實，于是，將對講機作為已有的信道載體，便一舉兩得，只須對舊的對講機作局部電路的調整修改，就能既方便又實際地構筑前所未有的安全體系。
 

利用主板與各個功能模塊的結合組成移動智能終端。它包括MCU即單片機AT89S52、GPS接收模塊、模擬調制解調芯片MSM6882、液晶顯示模塊LCD1602、語音合成芯片XF1M01，見圖2。

　　移動智能終端完成正向GPS數據采集、處理和發送，以及反向對總臺命令進行接收、識別、執行。

　　其中GPS模塊一秒鐘輸出一次GPS信息，MCU將其收錄，并在顯示模塊上顯示自身經緯度和時間日期。然后通過調制解調芯片將數據加載到對講機然后無線傳輸給總臺，完成正向任務。
 

　　接著會有大約半秒種時間段等待總臺命令，若收到總臺的命令，即根據數據幀判斷命令類型，提取相應數據，經MCU處理后執行相應的顯示操作和語音提示操作，完成反向任務。

　　當終端接收到目標命令信息并處理執行后，重新發送回總臺時前導碼改變以表示命令接收成功，使總臺作出相應處理。例如前導碼可以從“start”變成“start1”。

　　和以往功能單一，界面欠缺人性化的便攜式設備相比，這個GPS數據采集處理傳輸一體化智能終端有了功能的擴展。首先，每個保安可以在LCD顯示屏上看到自己的所在經緯度、時間日期等信息，給保安一個直觀，清晰的地理位置感。另外，可以實時接收來自總臺的命令信息，經MCU處理后，將總臺派遣前往的地點經緯度現實在LCD屏幕與自身位置加以對比，實現信息的透明化。另一個改進是語音提示智能化以及角度偏置的計算，通過接收總臺發出的目標派遣地點經緯度，與自身位置比較后，明確清晰地提示保安該往什么方向走多遠。系統終端采用51系列的單片機作MCU。用調制解調芯片把信號加載到對講機實現無線傳輸代替獨立的無線通信模塊。液晶屏選取簡單易用的LCD1602。方案大大降低成本，而且穩定可靠。

　　系統必須制定一個合理的流程(圖3)以便充分發揮MCU對數據采集、處理、傳輸等功能。

　　為了使系統工作盡量的穩定，功能盡量的多（上行下行都有各自的處理執行時間），以及數據更新盡量的快（GPS數據一秒一幀，系統處理不夠用可將其改成兩秒一幀），系統必須制定一個合理的時序以便統一分配時間。
 

　　MCU控制各個功能模塊工作可參考圖4的時間安排。

　　如圖4所示，在1秒時隙內，先接收GPS信號（圖中GPS表示），經采集后再發送給調制芯片（圖中Send_data），然后控制LCD顯示（圖中LCD），顯示完畢后開始等待接收總臺命令信號，等待直至下一秒的到來，相隔大約0.6秒。若下一秒到來前沒有命令信號則轉入下一個循環；若下一秒到來前有接收到命令信號則進入接收程序（圖中Receive_data），經過短暫的數據處理時間段（圖中process）后再啟動顯示（圖中LCD2），然后驅動語言芯片發音（圖中Speak）。成功收到命令信息后，下一周期的“Send_data”將改變前導碼以反饋給總臺。

硬件電路設計