gprs短信模块，基于GSM短信模块的定位跟踪系统设计方案

很多朋友对gprs短信模块，基于GSM短信模块的定位跟踪系统设计方案不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

摘要：目前大多数GPS设备只能接收GPS信息，不能实现GPS信息转发。介绍了一种基于GSM短消息模块的定位跟踪系统的设计方案，实现了通过GSM网络传输GPS信息的功能。该系统主要由Atmega16单片机、GPS接收机GR-87、和GSM短消息模块TC35i组成。该系统能及时准确地将GPS获得的信息传输到GPS设备，并能在紧急情况下实现短信报警。

GPS作为一种成熟实用的全球精密测时、测距、导航和定位系统，已经广泛应用于许多领域。目前市场上大部分GPS设备只有单向通信能力，只能接收GPS信息，不能转发GPS信息。一旦有GPS设备的人发生意外，别人无法及时了解当事人的情况。

本文设计实现的系统不仅可以定时接收全球卫星定位信号，还可以通过GSM网络向没有GPS设备的用户按需发送信息。同时，当事故发生时，它可以及时向特定的手机号码发送包含地理信息的报警信息，进行报警操作。

1硬件系统设计

基于GSM短消息模块的定位跟踪系统硬件系统主要由GPS信息接收器、MCU控制模块(主从)、信息发送模块、手机接收检测部分及其他外围电路组成(见图1)。

GPS信息接收器接收的GPS信息通过串口发送到单片机控制模块的主机部分；主机通过同步串行接口(SPI接口)将选择的信息传输给MCU控制模块的从机部分；从机对信息进行编码；通过短信发送模块将编码后的信息发送到指定的手机。

图1系统硬件逻辑框图1.1定位跟踪模块

GPS全球定位系统包括GPS网络和专业地面接收设备。接收设备可以显示当前的地理信息、时间信息等。如果将当前信息发送到信息管理中心，可以接受管理中心的统一调度。基于后一种理论，设计并实现了基于GSM短消息模块的定位跟踪系统。GPS模块接收来自GPS卫星系统的C/A码，MCU控制模块根据信息码计算当前地理信息位置和时间信息。

GPS接收模块的硬件主要包括接收天线、接收机、电平转换电路和用于GPS信息数据处理的单片机控制模块主机部分(见图2)。

图2 GPS接收模块原理框图GPS接收模块是系统的信息源。在硬件实现过程中，采用了GR-87型GPS接收模块。GPS接收机的主要参数是：发送地理信息的默认频率为1HZ，时间误差为0.1s，距离误差在10m以内。这类GPS接收机的信号输出电平为TTL电平，需要外接电平转换电路。最后，利用MAX232芯片及其相关电路辅助串行通信。1.2 MCU控制模块

单片机控制模块采用Atmega16L芯片作为处理器，存储和处理GPS信息数据。该芯片为8位AVR微控制器，系统内置16KB可编程Flash，具有高可靠性、高速、高性能、低功耗的特点。同时，芯片具有丰富的外围引脚和接口电路，便于系统的设计和开发。

该系统采用两个单片机控制模块，分别作为系统的主机和从机。MCU控制模块的主控部分用于接收GPS模块接收到的GPS信息，对信息进行简单的处理，筛选出用户需要的信息，并以串行通信的方式将信息传输给从模块(见图3)。从机部分对数据进行编码，将编码后的信息发送到GSM模块，GSM根据需要将信息发送到指定号码。图3 SPI同步串行通信模块1.3 GSM接口

TC35i模块是西门子推出的无线通信模块。它集成了射频电路和基带，为用户提供了标准的AT命令接口，提供了数据、语音、短信和传真的快速、可靠、安全的传输，方便了用户的开发、设计和应用。在该系统中，TC35i由从机直接控制，接收到控制信号后，将从机发送的信息内容发送到特定的手机号码。图4 GSM短消息模块框图2软件系统设计

软件设计采用模块化设计方法，系统软件由一个主程序和若干子程序组成。主程序负责调用各个功能模块(子程序)。系统软件的其他部分还涉及单片机与GSM模块的串行通信、单片机控制模块中主从机的SPI模式通信、单片机对GPS信息的解码、GSM-At指令的编码等。

主程序的功能是：系统开机后初始化GPS模块和GSM模块，控制主机部分接收来自GPS接收模块的GPS信息，筛选出特定部分进行存储，并以SPI通信方式将数据传输给从机；控制从机部分对信息进行编码，并传输到GSM模块。主程序的功能框图如图5所示。图5是软件系统的流程图。2.1系统初始化子程序

系统初始化子程序完成系统串口波特率设置、串口启动和数据存储单元初始化等任务，实现单片机控制模块、外围设备和GSM模块的初始化。MCU控制模块的从机部分以异步串行方式与GSM短消息模块通信，串口需要设置：(1)工作模式。GSM通信模块的数据接口配置为8位数据位，1位停止位，无校验位，因此单片机的串口设置为异步通信模式。

(2)波特率设置。Atmega16L单片机控制系统的晶振为3.6864M，波特率需要为9600 b/s，所以根据初始计数值的计算公式，X=256-fose (1/384) 波特率，UBRRL=0x16 (USART通讯)。2.2软件定时程序

系统通过设置16位定时器1的寄存器初始值来实现定时功能。该系统使用频率为3.6864MHz的晶体振荡器，机器周期约为0.3 us。初始化时，预设TCNT1H=0xD4，TCNT1L=0xFF，(FFFFFH-D4 FFH) 0.3US=3.3ms，因此每3.3ms中断一次.流程图如图6所示。图6定时器中断子程序2.3 SPI同步串行通信

使用SPI主从模式进行通信的关键是时钟同步。通常，主机输出同步时钟，从机输入同步时钟。系统设置主机在第五个时间周期开始发送数据，从机每接收一个字节的数据就会产生一个SPI中断。在中断程序中，数据被取走并放入相应的存储单元。2.4单片机向GSM模块发送AT指令的程序设计

单片机通过GSM-AT指令控制GSM模块发送短消息。在指令执行过程中，MCU和GSM模块需要完成交互响应，每次发送或接收的字节数有严格的规定，两者必须按照规定交换数据。该子程序的主要功能是在系统上电初始化后，将数据发送到GSM网络。程序的流程图如图8所示。图7 SPI串行通信流程图单片机向GSM模块发送指令时，应注意以下问题：

1、AT指令符号、数据、PDU数据包等。都是以ASCII编码形式传输的；2、需要将手机的短信工作模式设置为PDU格式，在CMGF=0时通过指令完成；3、单片机向手机发送指令时，需要以回车结束，表示指令结束。比如微控制器向手机发送“CMGF=0”的命令，顺序是“41H，54H，2BH，42H，4DH，47H，46H，3DH，30H，30H，0DH”，最后一个字节0DH(回车)表示命令结束。

图8 AT指令程序流程图2.5发送短消息子程序发送短消息子程序是整个系统程序的核心部分。初始短消息已经被编码并存储在存储器中。需要发送时，直接从内存中提取，以ASCII码的形式发送。发送短消息子程序流程图如图9所示：图9短消息发送程序流程图概要3。

GPS定位信息准确，GSM网络覆盖范围广。利用GSM网络传输GPS定位信号，借鉴了GPS定位系统的准确性，GSM网络的低成本，以及短消息可以转发以保证被叫方能够收到的优点，扩大了GPS信号的应用范围，特别是解决了GPS设备持有者因意外事故不能及时报警，不能得到及时处理的问题。

经过测试，基于GSM短信模块的定位跟踪系统能够及时准确地将GPS信息发送到指定的手机号码。同时可以设置安全距离等信息。当手持GPS接收设备的人不在安全范围内时，系统会一直将GPS接收设备的地理位置发送到指定的手机上。

以上知识分享希望能够帮助到大家！