基于GPS的校园巡航定位系统模型设计

基于GPS的校园巡航定位系统模型设计【摘要】项目采用基于nmea-0183协议的gps模块作定位的数据采集部分，设计制作出一套能够实现校园定位的系统模型，为日后学校继续深入研究校园gps应用指明研究方向，奠定算法基础，以便日后加以改进后能正式投入应用，或应用于校园导航或应用于校园车辆监控。

【关键词】gps；校园巡航定位系统；设计
一、gps校园巡航定位系统硬件设计方案
我们设计了一套硬件系统，发送模块作为手持终端，接收模块接收手持终端传来的数据并送至pc，在pc软件界面中观察手持终端的位置信息，从而实现定位功能。

硬件设计方案如下图所示：（1）接收在线数据。

此模块通过打开现存在的串口，从而实时的接收下位机上传的定位数据。

对现有串口进行打开的时候，必须设置波特率，校验位，停止位等相关参数。

（2）接收离线数据。

此模块是用于读取已经采集的定位数据，只能进行离线数据的解析。

（3）提取经纬度。

软件只针对gprmc的定位信息进行解析，其他类型的定位信息过滤掉。

从而提取出有效的经纬度。

（4）显示位置。

通过提取到的有效经纬度，根据已知点的经纬度，从而计算出现有经纬度在地图上的位置，从而显示出来
二、项目研究过程中的难点及解决途径，应用的关键技术
1.硬件设计过程中遇到的问题及解决方法。

硬件程序设计中的难点是数据传输方面的问题，gps模块与单片机进行通信把信息数
据传入单片机，单片机把数据放入其外部缓存，无线数据传输模块再将数据从单片机缓存区中取出放入自己的数据寄存器然后打包
发送，这之间遇到的问题是数据传输过程中的格式问题。

nrf905在进行数据传输时是先把数据放入数组里再进行传输并且它只能以
十六进制的数据形式发送数据，而gps模块接收到的数据虽然是16进制的，但没有添加0x标志，这样nrf905发送出的数据就会是乱码。

我们采取的解决方案就是把接收到的数据进行从16进制到ascii码的整形，这样数据就有了统一格式，问题也得到了解决。

其次就是时序匹配的问题，单片机从串口接收gps数据的速度是很快的，一次5串gps代码，而且每串代码从80位到96位长度不等，属于一种批量不定长数据传输，而nrf905的最大发送数据的位宽是32位，而且发送数据前要进行spi总线读写时序配置，这样就会有一个数据发送的延迟。

所以我们需要切割数据，并且注意发送速度与接收速度的匹配，如果发的太快，接收部分接收到的数据就会是乱码，如果发的太慢就会丢失有效数据，降低数据的有效率（因为单片机的片外数据缓存是有限制的，一旦占满了就会被新的数据覆盖，也就是说数据如果不及时取出就会被新的数据覆盖，而新的数据不一定是有效数据）。

我们通过不断更改延时直到传输不会再一直出现乱码。

2.软件设计过程中遇到的问题及解决方法。

在软件设计过程中，最棘手的问题是打开现存的串口，并且接收下位机发送给pc的定位数据方面。

先期由于没有接触过串口编程，所以在这个模块方面
还是摸索了很长时间，最后通过查阅资料，终于解决了问题。

现列举此模块代码如下： bool setserielport
（char * szport，int rate，int checkbits，int bitsize，int stopbits）
{
bool istrue=false；
m_hcom=createfile（szport，
generic_read|generic_write，0，null，op
en_existing，file_attribute_normal|
file_flag_overlapped，null）；
if（ m_hcom == invalid_handle_value ）
{
messagebox（“串口com创建失败”）；
return false；
}
dcb dcb；
zeromemory（&dcb，sizeof（dcb））；
dcb.dcblength=sizeof（dcb）；
dcb.baudrate=rate；
dcb.bytesize=bitsize；
dcb.parity=checkbits；
dcb.stopbits=stopbits；
dcb.fbinary=true；
dcb.fparity=false；
istrue=setcommstate（m_hcom，&dcb）；
if （！istrue）
{
messagebox（“串口设置失败”）；
m_hcom=null；
return false；
}
commtimeouts comtimeout；
comtimeout.readintervaltimeout=10；
// 将超时参数写入设备控制
istrue=setcommtimeouts（m_hcom，&comtimeout）；if（！istrue）
{
messagebox（“超时时间设置失败！”）；
m_hcom=null；
return false；
}
setupcomm（m_hcom，1024，512）；
istrue=purgecomm（m_hcom，purge_txabort|purge _rxabort|purge_txclear|purge_rxabort）；
if（！istrue）
{
messagebox（“缓冲区数据清除失败！”）；
m_hcom=null；
return false；
}
return true；
三、研究成果的前景展望
如果考虑改进系统以便在校园内投入使用，可以考虑更换传输模块，把局域无线数据传输模块更换为基于网络的无线数据传输模块并做相应的开发研究，本系统是可以作为一个校园车辆定位系统而投入实际使用的，至于上位机软件也是可以根据需要而更换数据库的。