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电子巡查系统中 GPS 智能移动终端设计 引言 现在以 GPS（全球卫星定位系统）为核心的 GIS（地理信息系统）设备正进入普及应用 阶段。 随着技术的发展， 各种移动定位终端已经深入我们的生活， 而同时人们需要更多基于 位置的安全保障，于是也向 GPS 提出了新的要求，能否提供一种嵌入式 GPS，提供安防联 防诸如巡查过程中保安移动信息服务，位置监控调配服务等。不言而喻， GPS、微型嵌入式 终端等新技术，必然成为 GIS 中一个新兴的重要研究领域。 本设计主要实现电子巡查系统 (图 1) 智能终端两个关键技术环节： GPS 信息获取以及空 间位置信息、总台命令的无线交互传输。 系统设计 以往的保安巡查没有太多设备，人均一个对讲机，一条警棍。随着 GPS 的出现，基站 即总台对每个保安的地理位置信息的掌握成为可能。即每个保安配备一套 GPS 定位设备， 以及一套将自身位置信息发送给总台的无线收发设备。 由于给每个保安重新配备一套设备成 本高昂，而且淘汰已有的对讲机不够现实，于是， 将对讲机作为已有的信道载体， 便一举两 得，只须对旧的对讲机作局部电路的调整修改， 就能既方便又实际地构筑前所未有的安全体 系。 图 1 电子巡查系统应用 利用主板与各个功能模块的结合组成移动智能终端。它包括 MCU 即单片机 AT89S52 、 GPS 接收模块、模拟调制解调芯片 MSM6882 、液晶显示模块 LCD1602 、语音合成芯片 XF1M01 ，见图 2 。 移动智能终端完成正向 GPS 数据采集、处理和发送，以及反向对总台命令进行接收、 识别、执行。 其中 GPS 模块一秒钟输出一次 GPS 信息， MCU 将其收录， 并在显示模块上显示自身经 1 / 5 纬度和时间日期。 然后通过调制解调芯片将数据加载到对讲机然后无线传输给总台， 完成正 向任务。 图 2 智能终端结构 接着会有大约半秒种时间段等待总台命令， 若收到总台的命令， 即根据数据帧判断命令 类型，提取相应数据， 经 MCU 处理后执行相应的显示操作和语音提示操作， 完成反向任务。 当终端接收到目标命令信息并处理执行后， 重新发送回总台时前导码改变以表示命令接 收成功，使总台作出相应处理。例如前导码可以从 “start 变”成 “start1 。” 和以往功能单一，界面欠缺人性化的便携式设备相比，这个 GPS 数据采集处理传输一 体化智能终端有了功能的扩展。首先，每个保安可以在 LCD 显示屏上看到自己的所在经纬 度、时间日期等信息，给保安一个直观，清晰的地理位置感。另外，可以实时接收来自总台 的命令信息， 经 MCU 处理后， 将总台派遣前往的地点经纬度现实在 LCD 屏幕与自身位置加 以对比， 实现信息的透明化。 另一个改进是语音提示智能化以及角度偏置的计算， 通过接收 总台发出的目标派遣地点经纬度， 与自身位置比较后， 明确清晰地提示保安该往什么方向走 多远。系统终端采用 51 系列的单片机作 MCU。用调制解调芯片把信号加载到对讲机实现无 线传输代替独立的无线通信模块。液晶屏选取简单易用的 LCD1602 。方案大大降低成本， 而且稳定可靠。 系统必须制定一个合理的流程 (图 3) 以便充分发挥 MCU 对数据采集、处理、传输等功 能。 为了使系统工作尽量的稳定，功能尽量的多（上行下行都有各自的处理执行时间） ，以 及数据更新尽量的快（ GPS 数据一秒一帧，系统处理不够用可将其改成两秒一帧） ，系统必 须制定一个合理的时序以便统一分配时间。 2 / 5 图 3 终端工作流程 MCU 控制各个功能模块工作可参考图 4 的时间安排。 图 4 终端 MCU 控制时序分配 如图 4 所示，在 1 秒时隙内，先接收 GPS 信号（图中 GPS 表示），经采集后再发送给 调制芯片（图中 Send_data ），然后控制 LCD 显示（图中 LCD），显示完毕后开始等待接收 总台命令信号， 等待直至下一秒的到来， 相隔大约 0.6 秒。若下一秒到来前没有命令信号则 转入下一个循环； 若下一秒到来前有接收到命令信号则进入接收程序 （图中 Receive_data ）， 经过短暂的数据处理时间段（图中 process ）后再启动显示（图中 LCD2），然后驱动语言芯 片发音 （图中 Speak ）。成功收到命令信息后， 下一周期的 “Send_data”将改变前导码以反馈给总台。 硬件电路设计 3 / 5 图 5 智能终端整体硬件电路 MCU 本设计采用 AT89S52 作为 MCU，其中 P0 口与 P1 口的 2 ，3 ， 4 控制 LCD1602 ； P1 口 5， 6， 7 作为同步串口控制调制解调芯片 MSM6882 ；串口的 RX 接收 GPS 数据， T