目前集定位,、監(jiān)控,、報警功能于一體的個人定位系統(tǒng)多采用基于GPS／GSM(GPRS)技術,。雖然全球定位系統(tǒng)GPS(Global Positioning Sys-tem)可以提供高精度,、覆蓋全球的定位,，但必須保證GPS接收機和衛(wèi)星之間有直射路徑,，這就使得GPS定位系統(tǒng)在建筑物密集的城區(qū)和建筑物內部存在盲區(qū)。
GPSOne綜合了GPS、CDMAlX(碼分多址分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡),、GIS(地理信息系統(tǒng))和互聯(lián)網(wǎng)技術,，是美國高通公司為基于位置業(yè)務而開發(fā)的定位技術，采用Client／Server方式,。它將無線輔助A-GPS和高級前向鏈路AFLT三角定位技術有機結合,，實現(xiàn)高精度、高可用性和較高速度的定位,。在A-GPS定位技術無法使用的環(huán)境中,，會自動切換到AFLT三角定位技術，確保定位的成功率和精確度,。這里基于GPSOne模塊DTGS-800和低功耗單片機MSP430設計并實現(xiàn)了具有定位,、監(jiān)控和報警功能的個人定位終端。
1 系統(tǒng)硬件設計
個人定位終端的硬件組成如圖1所示,。為了解決GPS在室內和高層建筑密集區(qū)難以定位的問題,，選用AnyData公司的DTGS-800 GPSOne模塊；為了縮小體積,、降低功耗和成本,，主控單元MCU選用超低功耗的16位單片機MSP430F147，顯示器選用LED,。單片機負責控制GPSOne模塊發(fā)起定位請求,，接收并解析CDMA網(wǎng)絡控制中心發(fā)送的信息，獲取當前的經(jīng),、緯度及其他信息,，并以短信的方式送至控制中心或操作者的手機。主控單元MCU如圖2所示,。它包括MSP430F147,，外接高速晶振和低速晶振，在不需要高速處理時,，可將高速晶振關閉,，只使用低速晶振，以降低功耗,；MSP430F147有2個串行異步通信接口(USART),，其中一個(DCD、CTS,、DTR,、RI,、RFR／RTS,、TXD、RXD引腳)接口連接DTGS-800的UAR-T1，另一個(URXD0,、UTXDO)接口與PC機的串口相連,，供系統(tǒng)調試使用。nRst,、MS,、TCK、TDI,、TD0引腳連接JTAG插座,，用于程序下載和在線調試；keyl和key2引腳分別接"Help"和預留按鍵,。外接的LED DS3和LED DS4分別用指示電池電量不足和DTGS-800與MSP430之間的通信,；BatTest用于檢測電池電量。
DTGS-800模塊是定位終端的主體,，其內部集成有GPSOne器件,，采用GPSOne解決方案定位；支持機卡分離RUIM,，提供標準RS-232數(shù)據(jù)接口和標準的AT命令接口,，為數(shù)據(jù)、語音,、短消息和傳真提供快速,、可靠、安全的傳輸,。該模塊可采用外接電源或電池供電,，電池供電電壓為+4．0 V±10％，外接電源供電電壓+4．5 V±10％,，外接電源還能通過模塊內部的電源管理器件為電池充電,。
DTGS-800模塊的電路如圖3所示。其中DCD,、CTS,、DTR、RI,、RFR／RTS,、TXD、RXD引腳連接MSP430F147的UART1,，是DTGS-800與MSP430F147的通信通道,；UIM_DATA、UIM_CLK,、UIM_PWR_EN,、UIM_RESET接UIM卡(圖4)；Sgl_SMS、Sgl_IDEL,、Sgl_GPS,、Sgl_busy、Sgl_power,、Sgl_ch-arge是系統(tǒng)狀態(tài)指示信號,，分別連接6個LED，用于指示新短信信號,、CDMA網(wǎng)絡信號,、GPS信號、CDMA網(wǎng)絡忙,、系統(tǒng)上電和電池充電等狀態(tài),；BatGauge接電池測試端，用于檢測電池溫度(圖5),。
UIM卡是CDMA手機的一種智能卡,，其功能類似于GSM手機中的SIM卡。它支持專用的鑒權加密算法和0TA技術(0ver The Air),，可以通過無線空中接口方式對卡上的數(shù)據(jù)進行更新和管理,。UIM卡固定在卡座上，通過卡座的6個引腳與外部連接,，如圖4所示,，其中UIM_RESET和UIM_CLK需通過100 kΩ電阻下拉，UIM_DATA需通過10 kΩ電阻上拉,。
電源Battery和Charger模塊如圖5所示,。DTGS-800模塊的第88、90引腳是專用于電池供電的電源輸入引腳,。若需模塊既可用外接電源又可用電池供電,，可將外接電源接到第87和89引腳，電池接到第88,、90引腳,。此時，外接電源還能通過模塊內部電源管理器件為電池充電,。在模塊只采用電池供電的情況下,，需要給該模塊一個power on信號；對該引腳進行第2次觸發(fā)時,，模塊power off,。
2 系統(tǒng)軟件設計
該終端的軟件設計有主程序、按鍵檢測,、電池檢測,、存儲和串口通信5個模塊,。圖6為主程序流程。
主程序模塊負責其他4個模塊的初始化和數(shù)據(jù)處理與存儲,。該模塊判斷接收數(shù)據(jù)的正確性，從中提取位置和其他有用信息,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分離和有效數(shù)據(jù)在片上RAM的臨時存儲,，并將有用信息通過串口發(fā)送給DTGS8-800，DTGS-800再以短信的形式傳給第三方,。系統(tǒng)啟動時,，首先進行初始化，包括看門狗,、定時器,、電壓檢測模塊(含MD轉換器)、UART,、按鍵檢測模塊和DTGS-800的初始化,；系統(tǒng)初始化完成后，如果沒有中斷請求則進入低功耗模式,，以節(jié)約電量,。
按鍵檢測模塊和電池檢測模塊都是以中斷方式執(zhí)行的。當有按鍵按下時,，就會產生中斷,，通知控制器進行掃描，判斷是哪個鍵按下,，然后進行相應的處理,；電池檢測模塊以一定時間間隔檢測電池電量，如果電池電量不足則通知控制器開始計數(shù),，如果連續(xù)檢測到電壓過低狀態(tài)超過一定次數(shù)后,，則使相應的LED閃爍，提醒用戶充電,。
如果用戶發(fā)送報警信息,，即按下Help鍵，則產生中斷請求,，執(zhí)行中斷服務子程序,，系統(tǒng)退出低功耗模式，進入“HELP”狀態(tài),，發(fā)起定位請求,，接收并解析定位信息，將有用信息和報警信息打包后,，以短信的形式發(fā)送給HelpNum指定的服務器,，發(fā)送成功后,，系統(tǒng)進入低功耗模式。
如果是第三方發(fā)起定位請求,，系統(tǒng)則退出低功耗模式,，進入“MPC定位”狀態(tài)，發(fā)起定位請求,，接收并解析定位信息,，將有用信息以短信的形式發(fā)送給指定手機或服務器，成功后系統(tǒng)返回低功耗模式,。服務密碼及MPC的地址可通過短信以特定的格式遠程設置,。
3 系統(tǒng)測試
通過在不同環(huán)境下的綜合測試，結果表明：該系統(tǒng)具有以下功能：1)進行MPC第三方定位(即網(wǎng)絡側發(fā)起定位),；2)直接控制終端進行主動定位(即終端側發(fā)起定位),；3)支持單次定位和連續(xù)定位；4)支持MS-Based和MS-Assist定位模式,；5)能遠程設置各種參數(shù),；6)具有緊急報警、越區(qū)報警和超速報警等功能,。
系統(tǒng)初始定位時間在20 S內,，室內定位誤差在500 m內，室外定位誤差在20 m內,；報警信息能在1 s內傳到控制中心,，出界、超速,、電池電量過低等報警靈敏度高,，系統(tǒng)可連續(xù)工作24 h，待機72 h,，運行穩(wěn)定可靠,，可以滿足個人定位系統(tǒng)基本的功能需求。
4 結束語
本文基于GPSOne模塊DTGS-800和低功耗單片機MSP430F147,，設計并實現(xiàn)了一個集個人定位,、監(jiān)控和報警于一體的個人定位終端，解決了在室內,、隧道等場合GPS無法定位的問題,。由于采用低功耗處理器，使整個系統(tǒng)功耗降到最低,。能夠長期待機工作,，為用戶帶來了極大方便，具有較高的實用價值,。但由于系統(tǒng)使用CDMA網(wǎng)絡的短消息信道傳輸信息,，實時性還不夠理想,。為了提高系統(tǒng)的實時性，可考慮改用GPSOne模塊內置的TCP／IP協(xié)議來進行信息傳輸,。