基于北斗搜寻救助定位系统的定位终端设计

白如玉等

摘 要：北斗搜寻救助定位终端是整个系统的核心，该文设计了一套适用于弱势群体定位终端，重点讲述了该终端的定位模块、单片机模块以及无线通信模块的电路设计，并通过硬件电路调试，将终端成功运行起来，北斗接收终端通过串口调试助手进行测试，结果表明北斗接收机能够正常接收来自北斗卫星和GPS卫星的导航信息，并且能接收和发送短信。

关键词：北斗卫星；定位终端；无线通信

随着经济的发展和社会的转型，弱势群体问题日益凸现，成为影响社会稳定与发展的重要风险因素，而针对弱势群体的保护设备少之又少。现今我们在不熟悉的场所唯一依赖的 GPS或卫星电话，这些对老人、儿童以及智障人士来说无疑是毫无用处的，而危险无处不在，如果无法及时掌握这些人的动态信息，可能会导致悲剧的发生。因此设计一套基于北斗卫星导航的搜寻救助系统是非常有必要的。在搜寻救助系统中定位终端需要带在行人的身上，才可以对其进行实时的监控、跟踪，因此如何设计较小的定位终端在搜寻救助定位系统中有着至关重要的地位。在终端的设计中，文章采用了体积较小的BD/GPS双模定位模块UM220。TC35i模块作为无线通信模块。采用C8051F380单片机，一方面可以控制北斗模块的位置信息的接收，另一方面可以控制无线通信模块与远程服务器进行通信。

1 北斗系统硬件电路总体结构

北斗导航系统应具备以下功能：（1）定位功能：采用的定位终端能接收到BD2/GPS定位信息。（2）GPRS/GSM通信功能：首先，持有北斗终端的目标可以通过无线通信网络将自己的位置定位信息传送给监控中心，其次，目标也可以通过无线通信接收到监控中心对其下达的指令。

按照北斗导航定位系统的需求，文章将系统分为三大模块，即北斗定位模块、无线通信模块和电源模块。

2 系统硬件设计

2.1 北斗定位模块设计

本系统采用和芯星通的UM220模块，UM220是双系统高性能的GNSS模块，是一款双模定位的模块，它可以支持GPS 和北斗二号单独定位，也可以支持GPS和北斗二号同时的双模定位。UM220具有尺寸小、重量轻、功耗低、低噪放等特性，适用于低成本、低功耗领域。UM220 模块采用+2.85V 电源的有源天线时可以直接连接到模块GNSS_ANT 引脚，用户若采用非+2.85v 的有源天线，则需要为天线供电，我们采用非+2.85v的有源天线。

2.2 单片机模块设计

单片机是整个硬件系统中的核心，它可以用于控制 BD2/GPS 模块，接收模块的定位导航信息；也可以用于控制无线通信模块，实现通过无线通信模块与远程控制间的通信。在文章的设计中要求核心的单片机应具有双串口功能、内部存储器、丰富的外围设备、较高的信息存储、低功耗等特点。综合以上特点，文章选用STC12C5A60S2作为控制系统的单片机。

STC12C5A60S2系列单片机是由宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是具有高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，其指令代码完全兼容传统的8051单片机，但是它的速度比传统的8051快8-12倍。该单片机内部集成了MAX810专用复位电路，8路高速10位A/D转换（250K/S，即25万次/秒），2路PWM。 STC12C5A60S2单片机工作电压为3.3V-5.5V， 拥有 2 个 UARTS，可分别与北斗定位模块和无线通信模块连接；并支持在线调试功能，使编写程序更加方便简单，将开发周期大幅度缩减；其内部有较大容量存储器，能够保证系统的数据保存。

2.3 无线通信模块设计

定位终端上的无线通信模块是实现定位终端与监控中心之间的信息传递功能，其工作的性能在系统中起着至关重要的作用。

无线通信模块基本分为两类：不具有 TCP/IP 协议的模块和具有 TCP/IP 协议的模块和。不具有 TCP/IP 协议的模块是要求用户自己去编写协议，这样会导致开发的周期变长，难度也加大了，因此文章选用具有 TCP/IP 协议的模块。

文章选择性价比较高的SIM900作为定位系统的通信模块，将SIM900的TXD、RXD分别与单片机相连，进行数据的传输。

2.4 各模块电路图设计

根据各个模块的功能需求，对北斗定位模块UM220、单片机控制模块STC12C5A60S2和无线通信模块SIM900进行电路设计，电路图如图1所示，（a）为UM220的接口电路，（b）为STC12C5A60S2的接口电路，（c）为SIM900的接口电路。

3 实验结果

利用以上的设计电路，将电路连通，并做测试。

读取短信测试如图2（a），收到的消息指收到的中文或者英文消息，信息记录是存储在SIM 卡中的所有信息，选中信息记录中的单个信息后鼠标右键可以对信息进行解码或者显示。发送测试如图2（b），输入短信后点击短信编辑后进行短信发送。图中收到的信息区显示说明发送短信成功。

4 结束语

文章提出了一种基于北斗搜寻救助定位系统的定位终端设计，在不减少功能的情况下选用尺寸较小的模块，时的定位中端体积减小，更易于携带，并通过实验证明，系统是可行的，并且能准确的接收到定位信息，并且能够接收和发送短信，这为以后的软件操作提供了保障。

参考文献

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作者简介：白如玉（1989-），女，籍贯：吉林白山，学位：硕士研究生，研究方向：电子与通信工程。