出租车GPS定位系统的设计

摘要：本文根据出租车公司对车辆定位功能的要求，以单片机MSP430F147为核心，集成GPS模块、GPRS模块，详细论述了出租车GPS定位系统的设计，其中包括硬件方案和软件方案的设计。该系统可以实时采集运行出租车车辆的实时位置信息，并且可以将采集到的信息通过GPRS模块发送到出租车运营公司，为出租车公司对车辆的监控调度提供了方便。
关键词：单片机；GPS模块；GPRS模块
引言

随着现代社会的快速发展，出租车作为城市公共交通的一部分，已经成为广大市民出行必不可少的交通工具。但是随之而来的出租车监控调度、安全管理却成了每个出租车公司的一大问题。如何简单快捷的对出租车进行合理的调度管理，同时可以实时监控每辆出租车的安全状况，针对这一问题我们开发了出租车GPS定位系统，此系统大大方便了出租车公司对出租车的调度管理，同时还可以实时监控出租车的位置以及安全状况。
出租车GPS定位系统的功能

出租车GPS定位系统是出租车监控调度系统的一个组成部分，可以向出租车监控调度中心提供出租车的实时位置信息，保证出租车运行安全，以便对出租车进行实时跟踪，出租GPS定位系统的功能如下：
1）信息采集功能
GPS定位系统可以准确无误的采集车辆的实时信息（如经度、维度、速度、方向等）。
2）数据存储功能
可以存储车辆ID号、停车前5分钟的速度信息以及连续行车时间等信息。
3）数据传输功能

可以将采集到的出租车实时信息通过GPRS发送到监控调度中心，便于监控调度中心实时监控出租车辆的位置以及安全状况。
系统硬件设计

系统以单片机MSP430F147为核心控制器，集成GPS模块、GPRS模块、串行存储器模块和电源管理模块。系统框图见图1。

图1 系统框图
Fig.1 System diagram
2.1 单片机单元

系统采用TI公司的MSP430F147单片机作为核心控制器[1]，此款单片机具有16位的CPU集成寄存器和常数发生器，可使单片机实现最大化的代码效率；集成JTAG，支持在线编程；两个通用全双工串行同步/异步通信接口；6个8位I/O口；外部中断输入接口。单片机串口0负责接收GPS模块输出的数据信息，分析并且提取接收到的有效信息数据，一方面对数据进行存储，另一方面将信息通过GPRS模块发送到出租车监控调度中心。
2.2 GPS模块
2.2.1 GPS概述

GPS（Global Positioning System）是美国研制的新一代卫星导航定位系统，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。它是目前世界上精度高的一种导航系统，已被广泛用于军事、经济、地理信息测控及其他领域。GPS定位系统由三个部分组成：GPS卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）以及GPS信号接收机（用户设备部分）。
2.2.2 GPS模块介绍

GPS采用GS-87模块[2]，它是一个高效能、低功耗的智能型卫星接收模块或称作卫星接收引擎，它采用美国瑟孚SiRF star III公司所设计的第三代卫星定位接收芯片，是一个完整的卫星定位接收器具备全方位功能。其系统结构如图2，GPS Antenna（GPS天线）接收卫星信号，将微弱的电磁波能转化为相应电流。电流经过LNA（低噪音放大器）被放大，在通过filter 滤波器将其变频处理，送入SIRF StarIII(由GRF3W和GSP3组成)进行处理，将处理后的信号通过串口与单片机进行连接。用户通过对单片机的软件编程控制，将GPS接收到的信息进行处理，提取出对用户有用的信息。

图2 系统结构图
Fig.2 System diagram