基于ARM的追蹤定位器

董文超

摘 要：根據生活中對人和物體的定位和追蹤需求，設計了基于ARM處理器為STM32F103C8T6的追蹤定位器。其支持GNSS和多種AGPS技術，可以迅速通過北斗、GPS多星座衛星系統解調算法得到位置信息；并利用GSM短信息和TCP通信兩種通信方式相結合，通過PC端和手機端遠程對其進行終端位置信息查詢或通過以手動按鍵方式進行控制終端位置信息的發出。

關鍵詞：32位ARM處理器；追蹤；定位

中圖分類號：TP333 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）07-0027-02

Abstract： According to the need of locating and tracking people and objects in life， a tracking locator based on ARM processor for STM32F103C8T6 is designed. It supports GNSS and many kinds of AGPS technology. It can obtain the position information quickly through the demodulation algorithm of Beidou and GPS multi-constellation satellite systems. By the use of two communication methods， GSM short message and TCP communication， the terminal location information is queried remotely by the PC and the mobile phone， or the terminal position information is controlled by the manual keystroke.

Keywords： 32-bit ARM processor； tracking； location

1 概述

隨著各國導航衛星的不斷成功發射升空，追蹤定位技術開始得到發展，使得對人、物的追蹤定位得以更好的實現，它的出現極大地提高了人們的生活質量，滿足了人們渴望的需求，例如對老人、兒童、罪犯等目標的追蹤定位。

2 系統設計

2.1 系統總體描述

系統利用定位模塊接收導航衛星數據通過北斗、GPS、GNSS等多星座衛星系統解調算法得到位置信息，再將定位模塊的位置數據通過UART（異步收發傳輸器）傳輸到MCU（微控制器），經MCU對接收到的位置數據進行解析處理，使其成為可被應用的位置信息，而后MCU將可用的位置數據再次通過UART傳輸到通信模塊，利用通信模塊的GSM短信息服務或TCP通信將位置信息發送出去，最后通過PC端或手機端接收位置信息后利用百度地圖或GSM的短信息進行目標的遠程定位或監控。

2.2 系統設計圖（見圖1）

3 硬件設計

3.1 硬件總體設計

本系統硬件部分主要由MCU主控制模塊、定位通信模塊、鍵盤、顯示模塊、電源模塊構成。定位通信模塊負責接收導航衛星數據、遠程傳送MCU處理好的數據信息及接收遠程命令信息；顯示模塊使用OLED屏幕顯示位置信息和接收終端手機的號碼；鍵盤用于手動控制發送位置信息和修改接收終端手機號碼；電源模塊用于給各個模塊供電。

3.2 MCU控制模塊

主控采用STM32F103C8T6，是一款32位ARM嵌入式微處理器，其具有多個通訊接口，包括UART，使其可以輕松地實現與定位通信模塊之間的通信；它的主頻為72M，從而可快速地完成對定位模塊接收數據的處理，系統各模塊的初始化和對遠程命令的快速反應；其供電電壓為2.0-3.6V，功耗低，適合長時攜帶使用。

3.3 定位通信模塊

采用聯發科技的MC20模塊，它是一款集成了LCC封裝和四頻段GSM/GSRS于一體的多功能通信模塊，體積小，功耗低；除支持通信功能外，還具有定位功能，支持GNSS技術，可通過北斗、GPS、QZSS等多星座衛星系統解調算法得到位置信息，使定位更加精準，并且支持多種AGPS技術，可實現快速定位。

4 軟件設計

4.1 程序流程圖（見圖2）

4.2 定位數據處理、顯示程序設計

定位數據的是MCU以異步通信方式通過AT指令控制定位模塊接收衛星數據；最后MCU獲取接收到的數據，再以同樣的方式將處理好的數據傳送給通信模塊并通過AT指令控制其發送。

定位數據遵守NMEA-0183協議，MCU獲取定位數據后，將其存儲到一個字符串數組里，再對其進行解析，提取出經度，緯度，再不斷循環處理新的定位數據，在不斷地在OLED顯示屏上進行刷新顯示。

4.3 通信程序設計

位置信息的傳遞發送首先是MCU不斷地通過AT指令查詢通信模塊是否收到遠程控制命令和不斷掃描鍵盤檢測發送鍵是否被按下，當收到遠程命令或發送鍵被按下時，MCU用指令將處理好的位置信息傳送到通信模塊，并用指令控制通信模塊以GSM短信息方式或TCP通信方式將位置信息發送出去。

5 結束語

為滿足生活中人們對目標的追蹤和位置的確定的需求，設計了本系統，系統采用一體化的定位通信模塊，使功耗變低，體積減小，方便長時使用，并在通信功能上支持兩種通信方式，GSM短信息和TCP通信；在系統初始化，位置信息處理和遠程命令應答方面采用了主頻為72M的MCU，極大地保障了系統運行的速率和及時的應答；讓系統在生活中有關追蹤定位的各個方面，都有著很好的應用。

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