基于北斗搜尋救助定位系統的定位終端設計

白如玉等

摘 要：北斗搜尋救助定位終端是整個系統的核心，該文設計了一套適用于弱勢群體定位終端，重點講述了該終端的定位模塊、單片機模塊以及無線通信模塊的電路設計，并通過硬件電路調試，將終端成功運行起來，北斗接收終端通過串口調試助手進行測試，結果表明北斗接收機能夠正常接收來自北斗衛星和GPS衛星的導航信息，并且能接收和發送短信。

關鍵詞：北斗衛星；定位終端；無線通信

隨著經濟的發展和社會的轉型，弱勢群體問題日益凸現，成為影響社會穩定與發展的重要風險因素，而針對弱勢群體的保護設備少之又少。現今我們在不熟悉的場所唯一依賴的 GPS或衛星電話，這些對老人、兒童以及智障人士來說無疑是毫無用處的，而危險無處不在，如果無法及時掌握這些人的動態信息，可能會導致悲劇的發生。因此設計一套基于北斗衛星導航的搜尋救助系統是非常有必要的。在搜尋救助系統中定位終端需要帶在行人的身上，才可以對其進行實時的監控、跟蹤，因此如何設計較小的定位終端在搜尋救助定位系統中有著至關重要的地位。在終端的設計中，文章采用了體積較小的BD/GPS雙模定位模塊UM220。TC35i模塊作為無線通信模塊。采用C8051F380單片機，一方面可以控制北斗模塊的位置信息的接收，另一方面可以控制無線通信模塊與遠程服務器進行通信。

1 北斗系統硬件電路總體結構

北斗導航系統應具備以下功能：（1）定位功能：采用的定位終端能接收到BD2/GPS定位信息。（2）GPRS/GSM通信功能：首先，持有北斗終端的目標可以通過無線通信網絡將自己的位置定位信息傳送給監控中心，其次，目標也可以通過無線通信接收到監控中心對其下達的指令。

按照北斗導航定位系統的需求，文章將系統分為三大模塊，即北斗定位模塊、無線通信模塊和電源模塊。

2 系統硬件設計

2.1 北斗定位模塊設計

本系統采用和芯星通的UM220模塊，UM220是雙系統高性能的GNSS模塊，是一款雙模定位的模塊，它可以支持GPS 和北斗二號單獨定位，也可以支持GPS和北斗二號同時的雙模定位。UM220具有尺寸小、重量輕、功耗低、低噪放等特性，適用于低成本、低功耗領域。UM220 模塊采用+2.85V 電源的有源天線時可以直接連接到模塊GNSS_ANT 引腳，用戶若采用非+2.85v 的有源天線，則需要為天線供電，我們采用非+2.85v的有源天線。

2.2 單片機模塊設計

單片機是整個硬件系統中的核心，它可以用于控制 BD2/GPS 模塊，接收模塊的定位導航信息；也可以用于控制無線通信模塊，實現通過無線通信模塊與遠程控制間的通信。在文章的設計中要求核心的單片機應具有雙串口功能、內部存儲器、豐富的外圍設備、較高的信息存儲、低功耗等特點。綜合以上特點，文章選用STC12C5A60S2作為控制系統的單片機。

STC12C5A60S2系列單片機是由宏晶科技生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是具有高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，其指令代碼完全兼容傳統的8051單片機，但是它的速度比傳統的8051快8-12倍。該單片機內部集成了MAX810專用復位電路，8路高速10位A/D轉換（250K/S，即25萬次/秒），2路PWM。 STC12C5A60S2單片機工作電壓為3.3V-5.5V， 擁有 2 個 UARTS，可分別與北斗定位模塊和無線通信模塊連接；并支持在線調試功能，使編寫程序更加方便簡單，將開發周期大幅度縮減；其內部有較大容量存儲器，能夠保證系統的數據保存。

2.3 無線通信模塊設計

定位終端上的無線通信模塊是實現定位終端與監控中心之間的信息傳遞功能，其工作的性能在系統中起著至關重要的作用。

無線通信模塊基本分為兩類：不具有 TCP/IP 協議的模塊和具有 TCP/IP 協議的模塊和。不具有 TCP/IP 協議的模塊是要求用戶自己去編寫協議，這樣會導致開發的周期變長，難度也加大了，因此文章選用具有 TCP/IP 協議的模塊。

文章選擇性價比較高的SIM900作為定位系統的通信模塊，將SIM900的TXD、RXD分別與單片機相連，進行數據的傳輸。

2.4 各模塊電路圖設計

根據各個模塊的功能需求，對北斗定位模塊UM220、單片機控制模塊STC12C5A60S2和無線通信模塊SIM900進行電路設計，電路圖如圖1所示，（a）為UM220的接口電路，（b）為STC12C5A60S2的接口電路，（c）為SIM900的接口電路。

3 實驗結果

利用以上的設計電路，將電路連通，并做測試。

讀取短信測試如圖2（a），收到的消息指收到的中文或者英文消息，信息記錄是存儲在SIM 卡中的所有信息，選中信息記錄中的單個信息后鼠標右鍵可以對信息進行解碼或者顯示。發送測試如圖2（b），輸入短信后點擊短信編輯后進行短信發送。圖中收到的信息區顯示說明發送短信成功。

4 結束語

文章提出了一種基于北斗搜尋救助定位系統的定位終端設計，在不減少功能的情況下選用尺寸較小的模塊，時的定位中端體積減小，更易于攜帶，并通過實驗證明，系統是可行的，并且能準確的接收到定位信息，并且能夠接收和發送短信，這為以后的軟件操作提供了保障。

參考文獻

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作者簡介：白如玉（1989-），女，籍貫：吉林白山，學位：碩士研究生，研究方向：電子與通信工程。