基于GPSOne模块DTGS-800和MSP430F147的
gpsone综合了gps、cdmalx(码分多址分组数据交换网络)、gis(地理信息系统)和互联网技术，是美国高通公司为基于位置业务而开发的定位技术，采用client/server方式。它将无线辅助a-gps和高级前向链路aflt三角定位技术有机结合，实现高精度、高可用性和较高速度的定位。在a-gps定位技术无法使用的环境中，会自动切换到aflt三角定位技术，确保定位的成功率和精确度。这里基于gpsone模块dtgs-800和低功耗单片机msp430设计并实现了具有定位、监控和报警功能的个人定位终端。
1 系统硬件设计
个人定位终端的硬件组成如图1所示。为了解决gps在室内和高层建筑密集区难以定位的问题，选用anydata公司的dtgs-800 gpsone模块;为了缩小体积、降低功耗和成本，主控单元mcu选用超低功耗的16位单片机msp430f147，显示器选用led。单片机负责控制 gpsone模块发起定位请求，接收并解析cdma网络控制中心发送的信息，获取当前的经、纬度及其他信息，并以短信的方式送至控制中心或操作者的手机。主控单元mcu如图2所示。它包括msp430f147，外接高速晶振和低速晶振，在不需要高速处理时，可将高速晶振关闭，只使用低速晶振，以降低功耗;msp430f147有2个串行异步通信接口(usart)，其中一个(dcd、cts、dtr、ri、rfr/rts、txd、rxd引脚)接口连接dtgs-800的uar-t1，另一个(urxd0、utxdo)接口与pc机的串口相连，供系统调试使用。nrst、ms、tck、tdi、td0 引脚连接jtag插座，用于程序下载和在线调试;keyl和key2引脚分别接help和预留按键。外接的led ds3和led ds4分别用指示电池电量不足和dtgs-800与msp430之间的通信;battest用于检测电池电量。
dtgs-800模块是定位终端的主体，其内部集成有gpsone器件，采用gpsone解决方案定位;支持机卡分离ruim，提供标准rs-232数据接口和标准的at命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输。该模块可采用外接电源或电池供电，电池供电电压为+4.0 v±10%，外接电源供电电压+4.5 v±10%，外接电源还能通过模块内部的电源管理器件为电池充电。
dtgs-800模块的电路如图3所示。其中dcd、cts、dtr、ri、rfr/rts、txd、rxd引脚连接msp430f147的uart1，是dtgs-800与msp430f147的通信通道;uim_data、uim_clk、uim_pwr_en、uim_reset接uim卡(图 4);sgl_sms、sgl_idel、sgl_gps、sgl_busy、sgl_power、sgl_ch-arge是系统状态指示信号，分别连接 6个led，用于指示新短信信号、cdma网络信号、gps信号、cdma网络忙、系统上电和电池充电等状态;batgauge接电池测试端，用于检测电池温度(图5)。
uim卡是cdma手机的一种智能卡，其功能类似于gsm手机中的sim卡。它支持专用的鉴权加密算法和0ta技术(0ver the air)，可以通过无线空中接口方式对卡上的数据进行更新和管理。uim卡固定在卡座上，通过卡座的6个引脚与外部连接，如图4所示，其中 uim_reset和uim_clk需通过100 kω电阻下拉，uim_data需通过10 kω电阻上拉。
电源battery和charger模块如图5所示。dtgs-800模块的第88、90引脚是专用于电池供电的电源输入引脚。若需模块既可用外接电源又可用电池供电，可将外接电源接到第87和89引脚，电池接到第88、90引脚。此时，外接电源还能通过模块内部电源管理器件为电池充电。在模块只采用电池供电的情况下，需要给该模块一个power on信号;对该引脚进行第2次触发时，模块power off。
2 系统软件设计
该终端的软件设计有主程序、按键检测、电池检测、存储和串口通信5个模块。图6为主程序流程。
主程序模块负责其他4个模块的初始化和数据处理与存储。该模块判断接收数据的正确性，从中提取位置和其他有用信息，实现数据的分离和有效数据在片上ram 的临时存储，并将有用信息通过串口发送给dtgs8-800，dtgs-800再以短信的形式传给第三方。系统启动时，首先进行初始化，包括看门狗、定时器、电压检测模块(含md转换器)、uart、按键检测模块和dtgs-800的初始化;系统初始化完成后，如果没有中断请求则进入低功耗模式，以节约电量。
按键检测模块和电池检测模块都是以中断方式执行的。当有按键按下时，就会产生中断，通知控制器进行扫描，判断是哪个键按下，然后进行相应的处理;电池检测模块以一定时间间隔检测电池电量，如果电池电量不足则通知控制器开始计数，如果连续检测到电压过低状态超过一定次数后，则使相应的led闪烁，提醒用户充电。
如果用户发送报警信息，即按下help键，则产生中断请求，执行中断服务子程序，系统退出低功耗模式，进入“help”状态，发起定位请求，接收并解析定位信息，将有用信息和报警信息打包后，以短信的形式发送给helpnum指定的服务器，发送成功后，系统进入低功耗模式。
如果是第三方发起定位请求，系统则退出低功耗模式，进入“mpc定位”状态，发起定位请求，接收并解析定位信息，将有用信息以短信的形式发送给指定手机或服务器，成功后系统返回低功耗模式。服务密码及mpc的地址可通过短信以特定的格式远程设置。
3 系统测试
通过在不同环境下的综合测试，结果表明：该系统具有以下功能：1)进行mpc第三方定位(即网络侧发起定位);2)直接控制终端进行主动定位(即终端侧发起定位);3)支持单次定位和连续定位;4)支持ms-based和ms-assist定位模式;5)能远程设置各种参数;6)具有紧急报警、越区报警和超速报警等功能。
系统初始定位时间在20 s内，室内定位误差在500 m内，室外定位误差在20 m内;报警信息能在1 s内传到控制中心，出界、超速、电池电量过低等报警灵敏度高，系统可连续工作24 h，待机72 h，运行稳定可靠，可以满足个人定位系统基本的功能需求。
4 结束语
本文基于gpsone模块dtgs-800和低功耗单片机msp430f147，设计并实现了一个集个人定位、监控和报警于一体的个人定位终端，解决了在室内、隧道等场合gps无法定位的问题。由于采用低功耗处理器，使整个系统功耗降到最低。能够长期待机工作，为用户带来了极大方便，具有较高的实用价值。但由于系统使用cdma网络的短消息信道传输信息，实时性还不够理想。为了提高系统的实时性，可考虑改用gpsone模块内置的tcp/ip协议来进行信息传输。
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dtgs-800模块是定位终端的主体，其内部集成有gpsone器件，采用gpsone解决方案定位;支持机卡分离ruim，提供标准rs-232数据接口和标准的at命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输。该模块可采用外接电源或电池供电，电池供电电压为+4.0 v±10%，外接电源供电电压+4.5 v±10%，外接电源还能通过模块内部的电源管理器件为电池充电。
dtgs-800模块的电路如图3所示。其中dcd、cts、dtr、ri、rfr/rts、txd、rxd引脚连接msp430f147的uart1，是dtgs-800与msp430f147的通信通道;uim_data、uim_clk、uim_pwr_en、uim_reset接uim卡(图 4);sgl_sms、sgl_idel、sgl_gps、sgl_busy、sgl_power、sgl_ch-arge是系统状态指示信号，分别连接 6个led，用于指示新短信信号、cdma网络信号、gps信号、cdma网络忙、系统上电和电池充电等状态;batgauge接电池测试端，用于检测电池温度(图5)。
uim卡是cdma手机的一种智能卡，其功能类似于gsm手机中的sim卡。它支持专用的鉴权加密算法和0ta技术(0ver the air)，可以通过无线空中接口方式对卡上的数据进行更新和管理。uim卡固定在卡座上，通过卡座的6个引脚与外部连接，如图4所示，其中 uim_reset和uim_clk需通过100 kω电阻下拉，uim_data需通过10 kω电阻上拉。
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主程序模块负责其他4个模块的初始化和数据处理与存储。该模块判断接收数据的正确性，从中提取位置和其他有用信息，实现数据的分离和有效数据在片上ram 的临时存储，并将有用信息通过串口发送给dtgs8-800，dtgs-800再以短信的形式传给第三方。系统启动时，首先进行初始化，包括看门狗、定时器、电压检测模块(含md转换器)、uart、按键检测模块和dtgs-800的初始化;系统初始化完成后，如果没有中断请求则进入低功耗模式，以节约电量。
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如果用户发送报警信息，即按下help键，则产生中断请求，执行中断服务子程序，系统退出低功耗模式，进入“help”状态，发起定位请求，接收并解析定位信息，将有用信息和报警信息打包后，以短信的形式发送给helpnum指定的服务器，发送成功后，系统进入低功耗模式。
如果是第三方发起定位请求，系统则退出低功耗模式，进入“mpc定位”状态，发起定位请求，接收并解析定位信息，将有用信息以短信的形式发送给指定手机或服务器，成功后系统返回低功耗模式。服务密码及mpc的地址可通过短信以特定的格式远程设置。
3 系统测试
通过在不同环境下的综合测试，结果表明：该系统具有以下功能：1)进行mpc第三方定位(即网络侧发起定位);2)直接控制终端进行主动定位(即终端侧发起定位);3)支持单次定位和连续定位;4)支持ms-based和ms-assist定位模式;5)能远程设置各种参数;6)具有紧急报警、越区报警和超速报警等功能。
系统初始定位时间在20 s内，室内定位误差在500 m内，室外定位误差在20 m内;报警信息能在1 s内传到控制中心，出界、超速、电池电量过低等报警灵敏度高，系统可连续工作24 h，待机72 h，运行稳定可靠，可以满足个人定位系统基本的功能需求。
4 结束语
本文基于gpsone模块dtgs-800和低功耗单片机msp430f147，设计并实现了一个集个人定位、监控和报警于一体的个人定位终端，解决了在室内、隧道等场合gps无法定位的问题。由于采用低功耗处理器，使整个系统功耗降到最低。能够长期待机工作，为用户带来了极大方便，具有较高的实用价值。但由于系统使用cdma网络的短消息信道传输信息，实时性还不够理想。为了提高系统的实时性，可考虑改用gpsone模块内置的tcp/ip协议来进行信息传输。
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