嵌入式GPS由GPRS接入Internet的实现

文章摘要：嵌入式GPS由GPRS接入Internet的实现随着全球定位系统的不断改进，软、硬件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。随着卫星导航定位设备的小型化甚至芯片化，嵌入式GPS产品越来越广泛的应用到人们生活的各个领域，而嵌入式产品的网络化就成为当今研究的一个方向。 1 系统原理及结构GPS接收机数据有数据量小、定时或非定时及实时发送等特点，一方面需实现数据的上传，另一方面也需下达各种传输、控制指令，即双向的数据、指令传输。传统的数据传输主要采用GSM的方法来解决，这种传输方式存在覆盖范围、实时性等问题。目前中国移动主推的GPRS通用分组无线

嵌入式GPS由GPRS接入Internet的实现,标签：嵌入式系统开发,嵌入式开发,http://www.88dzw.com

嵌入式GPS由GPRS接入Internet的实现

随着全球定位系统的不断改进，软、硬件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。随着卫星导航定位设备的小型化甚至芯片化，嵌入式GPS产品越来越广泛的应用到人们生活的各个领域，而嵌入式产品的网络化就成为当今研究的一个方向。

　　1 系统原理及结构

　　GPS接收机数据有数据量小、定时或非定时及实时发送等特点，一方面需实现数据的上传，另一方面也需下达各种传输、控制指令，即双向的数据、指令传输。传统的数据传输主要采用GSM的方法来解决，这种传输方式存在覆盖范围、实时性等问题。目前中国移动主推的GPRS通用分组无线业务是在现有GSM系统上发展起来的一种承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS抛弃了传统的独占电路交换模式，采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，有效地利用了信道资源，带宽最高可达171.2Kb/s[1]。目前中国移动的GPRS覆盖范围在中心城市几乎达到了100%，在边远地区也达到了80%以上，实际应用带宽大约在20-40Kb/s，特别适合于GPS数据通信的需求，可以完全取代过去传统的有线MODEM、X.25、短信等通信方式[2]。

　　GPS接收机应用GPRS数据传输方式及网络结构如图1所示：

　　通过GPRS服务，GPS设备可采用互联网Internet的标准方式与在互联网上的服务器交换数据。GPRS的基础是以IP包的形式进行数据的传输，GPRS无线终端接入GPRS 网络的方法与普通有线MODEM 类似， 都采用建立PPP(Point-to-Point Protocol) 连接方式。PPP协议是一种被广泛采用的串行点对点链路上传输数据报的方法，包括LCP、PAP、IPCP、NCP等。GPRS MODEM通过PPP协议获得动态分配的IP地址。连接建立后，在PPP协议的基础上通过数据传输协议，该系统采用TCP实现与互联网上其它计算机的数据通讯。

2 系统硬件组成

　　本系统采用带有实时操作系统的GPS接收机内嵌通信协议的方案，在多任务的系统中增加一个comm.c通信任务，在该任务中实现简化的TCP/IP协议栈、PPP协议及无线GPRS Modem的命令控制。带实时操作系统的GPS接收机中包括16位VS_DSP处理器，8Mflash,96kRAM，16kROM，两个串口UART0 和UART1。其中UART0用于程序的烧写与输出数据的观测；UART1用于与无线GPRS Modem连接其中UART0口在设计阶段主要是用于连接PC机的串口进行程序的编写及烧制，作为终端机它可以作为SPI控制。系统硬件组成如图2所示。

　　3 系统软件设计与实现

　　GPS多任务实时操作系统中本身不带有通信功能，而且为了经济的考虑，本设计采用了不带协议栈的无线GPRS Modem，所以在软件设计时，采用在原来任务基础上增加一个通信任务，主要完成微型TCP/IP协议栈、PPP协议及无线GPRS Modem的命令控制。

　　3.1 微型TCP/IP协议栈的移植

　　如果在嵌入式系统中实现一个完整的TCP/IP协议栈，其难度可能会超出应用本身，所以本系统选用了一种简易的免费TCP/IP协议栈uip0.6作为设计的核心。uip0.6是瑞典计算机科学研究所Adam Dunkels开发的源码公开的免费简易TCP/IP协议栈[3,4]。uip实现了TCP/IP协议集的四个基本协议：ARP地址解析，IP网际互联协议，ICMP网络控制报文协议和TCP传输控制协议；它具备极少的代码占用量和RAM资源要求，尤其适用于8/16位单片机；支持多个主动连接和被动连接并发，支持连接的动态分配和释放；拥有简易的应用层接口和设备驱动层接口。由于本系统采用GPRS网络方式，所以其四个协议集中只保留IP网际互连协议和TCP传输控制协议，并其进行一定的修改。uip协议栈中实现IP网际互联协议时对原协议进行了极大的简化，它没有实现分片和重组。本设计中由于发送接收数据量较小，所以不必进行分片与重组，即对IP网际互联协议的实现部分不作修改。为了减少存储器的使用，uip里的TCP没有实现发送和接收数据的调整窗口。输入的TCP段不会通过uip缓存，而是由应用程序处理。输出数据时，uip不能在每个连接有超过一个未解决的TCP段。在本系统的设计中，为了避免数据丢失，应用中设计一个大的缓冲区send_recbuf[]接收应用要发送的数据，一个较小的发送缓冲区send_buf[]。对uipopt.h中的部分内容进行修改，删去UIP_IPADDR部分，应用文件头文件改为本系统中的应用文件的头文件#include “appcomm.h”，做为客户端本系统中定义#define UIP_ACTIVE_OPEN 1。由于数据链路层采用PPP协议，所以uip_buf[]中IP头的偏移量定义为：#define UIPLLHLEN 0

[1] [2] [3]  下一页