基于GPRS的GPS移動(dòng)終端通信方式探討

麗 娜

呼倫貝爾學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021000

隨著GPRS/GPS 技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，實(shí)際移動(dòng)通信與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)于這兩種技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛和普遍，其中，基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)，就是對(duì)于這兩種技術(shù)集中統(tǒng)一應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一種系統(tǒng)形式。

在基于GPRS 的嵌入式Linux 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中，嵌入式Linux 操作平臺(tái)下的GPS 移動(dòng)通信終端是該系統(tǒng)中的重要結(jié)構(gòu)部分，也是保證該系統(tǒng)的導(dǎo)航與監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。在計(jì)算機(jī)操作應(yīng)用系統(tǒng)中，嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)中比較核心的系統(tǒng)部分，嵌入式操作系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)計(jì)出現(xiàn)，不僅在很大程度上對(duì)于所開發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作量有很的減少和降低作用，同時(shí)對(duì)于嵌入式軟件的可移植性能也有很大的提高和改善。

基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航和監(jiān)控系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用中，移動(dòng)終端在通過GPS 全球定位結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行相應(yīng)終端位置信息的獲取過程中，如果移動(dòng)終端能夠?qū)崿F(xiàn)多于4 顆數(shù)量的GPS 全球定位系統(tǒng)信息捕獲時(shí)，那么該系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的對(duì)于所監(jiān)控移動(dòng)終端的位置信息進(jìn)行獲取，在獲取的位置信息中，包括監(jiān)控移動(dòng)終端的經(jīng)緯度以及方向、速度等，然后由移動(dòng)終端的處理器在讀取這些數(shù)據(jù)信息后，通過GPRS 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)想監(jiān)控中心進(jìn)行所獲取的定位數(shù)據(jù)信息的傳輸，并由監(jiān)控中心的顯示界面對(duì)于獲取數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析后顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于移動(dòng)終端的實(shí)施監(jiān)控與遠(yuǎn)程控制、調(diào)度。

下文將在對(duì)于該移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端通信方式的分析探討。

1 基于GPRS 的嵌入式GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)方案

1.1 嵌入式GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境分析

基于GPRS 技術(shù)的嵌入式Linux 操作平臺(tái)下的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，其關(guān)鍵是對(duì)于嵌入式Linux 計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)與系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)的嵌入式軟件系統(tǒng)中，嵌入式操作系統(tǒng)是整個(gè)嵌入式軟件系統(tǒng)中的核心部分，具有較高的開發(fā)應(yīng)用環(huán)境和性能優(yōu)勢(shì)。

上述基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，所應(yīng)用的嵌入式Linux 操作平臺(tái)主要是微芯力公司開發(fā)設(shè)計(jì)的ARM 嵌入式開發(fā)平臺(tái)WS-905，如下圖1 所示，為該公司所開發(fā)設(shè)計(jì)的ARM 嵌入式開發(fā)平臺(tái)WS-905 的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

根據(jù)上圖所示的ARM 嵌入式開發(fā)平臺(tái)WS-905 的平面結(jié)構(gòu)情況，該嵌入式開發(fā)平臺(tái)WS-905 是一款以IntelPX A255 微處理器作為核心設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，在該嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)中，為嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不僅提供了像存儲(chǔ)介質(zhì)以及接口電路、控制電路等嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)處理器所具有的外圍設(shè)備作為開發(fā)設(shè)計(jì)支撐，而且在進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用中，還進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)所必需的相關(guān)軟硬件組件等，同時(shí)進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中還配套提供有系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的所有電路原理圖和系統(tǒng)處理器的常見外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序等，具有良好的系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境與條件優(yōu)勢(shì)。

圖1 ARM 嵌入式開發(fā)平臺(tái)WS-905 的平面結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 GPRS/GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)方案構(gòu)建

應(yīng)用ARM 嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行基于GPRS 的GPS移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，在進(jìn)行該開發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的GPRS 系統(tǒng)模塊以及GPS 系統(tǒng)模塊和WS-905 嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)之間的通信連接實(shí)現(xiàn)中，全部是使用RS-232 通信接口進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)的。

如下圖2 所示，為應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)WS-905開發(fā)設(shè)計(jì)的基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

在應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)WS-905 進(jìn)行基于GPRS的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，如果使用宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)，就需要占用串口1 以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)端口，根據(jù)這一情況，在進(jìn)行基于嵌入式Linux 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的調(diào)試環(huán)節(jié)，就會(huì)根據(jù)系統(tǒng)工作運(yùn)行中的不同任務(wù)內(nèi)容劃分成為不同的結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行分開調(diào)試；而在對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試中，分別將LCD 作為系統(tǒng)測(cè)試的輸出窗口，將串口1 作為系統(tǒng)的GPRS 結(jié)構(gòu)模塊應(yīng)用窗口，將串口2 作為系統(tǒng)GPS 結(jié)構(gòu)模塊的應(yīng)用窗口，以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的工作運(yùn)行測(cè)試。最后，在進(jìn)行該系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，為了方便進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行開發(fā)平臺(tái)中Linux 操作系統(tǒng)開啟后，應(yīng)該自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的配置以及NFS 文件系統(tǒng)加載實(shí)現(xiàn)，以能夠使嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)通過對(duì)于臺(tái)串口的控制，實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行宿主機(jī)程序代碼的執(zhí)行。

圖2 基于嵌入式Linux 的GPS 移動(dòng)終端系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖

此外，在進(jìn)行基于嵌入式Linux 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)GPRS 技術(shù)特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，還要注意以下幾點(diǎn)。首先，根據(jù)GPRS 技術(shù)特點(diǎn)，在進(jìn)行上述系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)中，應(yīng)自主進(jìn)行PPP 協(xié)議和TCP/IP 協(xié)議的開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的透明傳輸；其次，該系統(tǒng)中的監(jiān)控中心服務(wù)器在實(shí)際運(yùn)行控制服務(wù)過程中，應(yīng)注意應(yīng)用靜態(tài)的IP，而進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，則可以使用ADSL 進(jìn)行監(jiān)控中心服務(wù)器的連接應(yīng)用；最后，該系統(tǒng)中移動(dòng)終端的識(shí)別要通過應(yīng)用層協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，通信傳輸過程中，雙方進(jìn)行交互傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包需要有較為明確的標(biāo)識(shí)信息。此外，在上述移動(dòng)終端系統(tǒng)中，TCP 的連接實(shí)現(xiàn)是由移動(dòng)終端發(fā)起的。

2 基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端通信方式分析

根據(jù)上述對(duì)于基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)境與方案的分析，在進(jìn)行基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)中，主要是借助嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。如下圖3 所示，為基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)上圖所示的基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況，該移動(dòng)終端軟件系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模塊、定位數(shù)據(jù)接收和處理模塊以及人機(jī)交互結(jié)構(gòu)模塊等三個(gè)結(jié)構(gòu)部分組成。

其中，該移動(dòng)終端軟件系統(tǒng)的定位數(shù)據(jù)接收與處理模塊，具有對(duì)于GPS 系統(tǒng)模塊中的數(shù)據(jù)信息接收和有效數(shù)據(jù)的提取功能，而這一功能作用和實(shí)現(xiàn)主要是由線程GPS-recv 進(jìn)行完成實(shí)現(xiàn)的。而移動(dòng)終端軟件系統(tǒng)中的人機(jī)交互結(jié)構(gòu)模塊則主要是進(jìn)行矢量地圖的繪制實(shí)現(xiàn)和人機(jī)交互完成，同時(shí)具有對(duì)于移動(dòng)終端的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控情況進(jìn)行顯示，人機(jī)交互結(jié)構(gòu)模塊的功能主要是由線程LCD 以及線程trace 完成實(shí)現(xiàn)。

基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模塊，是在對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的PPP 協(xié)議以及TCP 協(xié)議進(jìn)行簡化基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)將移動(dòng)終端通過無線通信方式，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控中心進(jìn)行連接，并建立相關(guān)的TCP 通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)通信傳輸。在該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模塊中，整個(gè)結(jié)構(gòu)模塊主要由5 個(gè)線程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信功能的支持實(shí)現(xiàn)，主要包括系統(tǒng)主線程以及GPRS 數(shù)據(jù)接收線程GPRSrecv、GPRS 數(shù)據(jù)處理線程GPRS-process、應(yīng)用數(shù)據(jù)上傳線程data-up、應(yīng)用數(shù)據(jù)處理線程app-process 等。

在進(jìn)行上述移動(dòng)終端系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，為了能夠方便并且直接的實(shí)現(xiàn)對(duì)于GPRS 系統(tǒng)模塊的控制，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的透明化通信傳輸，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)馁|(zhì)量效果，在該系統(tǒng)中專門采用了PPP 以及TCP/IP 數(shù)據(jù)通信傳輸控制協(xié)議，并在對(duì)于這些通信控制標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行簡化建立的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模塊的建立與系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)論

總之，通信系統(tǒng)作為基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端軟件系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)部分，在進(jìn)行系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)模塊建立中，合適的通信方式是保證整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息安全可靠傳輸?shù)年P(guān)鍵，因此，進(jìn)行基于GPRS 的GPS 移動(dòng)終端通信方式分析，具有積極作用和價(jià)值意義。

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