基于基站定位和 GPS 的双定位跟踪系统架构和实现

本文介绍了实现基于基站定位即移动位置服务（L BS——L ocation Based Service）和 gps双重定位系统的实现方案，前端通过普通A R M单片机进行控制，将实时坐标信息和异常信息通过GPR S网络发至后台，后台解析后可对目标物进行跟踪定位及处理。本文采用的定位技术有两种，一种是基于GPS的定位，一种是基于移动运营网的基站的定位。基于GPS的定位方式是利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的。GPS定位精度较高,但需要较大的天线并且室内无法定位，而基站定位精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，有时误差会超过一公里。两种定位系统的结合，可以很好的实现无缝定位和防盗功能。

硬件电路组成

GPS电路

本系统采用的G P S芯片为SiR F star公司最新的SiR F StarIV GSD4t芯片，其搜星能力比SirF III增强一倍，灵敏度更强，精度更高，初始化时间更短。SiR F starIV除了拥有低功耗位置感知能力之外，还包括一项独特的主动干扰移除技术，能够动态侦测、追踪并主动阻断GPS频带内高达8个不同的干扰源，以维持产品的GPS效能。最关键的原因是其内部已经将搜星和定位全部处理，对外只要普通的串口输出星座信号，无须外部参与，大大节省了外部资源，具体电路如图1所示。

无线通信电路

无线通信模块采用l on g su n g A 8000模块，该模块支持G P R S class10，为900/ 1800MH z双频波段，供电电压为3. 4～4. 2V，待机电流为2mA,支持LBS功能。具体电路见图2。

主控芯片采用NX P公司（恩智普半导体公司）L PC1227芯片，采用高性能的A R M Cortex- M0内核，最高工作频率可达45MH z，该处理器有一个微型的DMA控制器，一个支持快速模式的I2C接口，一个SSP接口和两个U A R T。可以很好的支持本系统终端的要求。

后台接收装置采用西门子无线短信终端，该产品性能稳定，接受短信响应时间快（自发送3～5秒内即收到），底层采用标准A T命令，兼容性好，适合绝大多数第三方软件。

终端系统程序

终端系统程序分为Modem, GPS和main三个模块。

Modem模块的相应处理函数为:

Status GetModemIMEI(uint8_t * IMEI) / /读取模块IMEI号

Status GetSIMCCID(uint8_t * CCID) / /读取SIM卡 CCID

Status GetModemCSQ(uint8_t * CSQ) / /读取信号强度

Status GetModemCellID(uint8_t* tmp) / /读取网络注册信息

Status SendMessages(Status GPSState) / /读取短信息至后台

GPS模块对应处理函数为：

v oid P ar seGGA (ui nt8_t * pbSentence, uint32_t Len) / /

主程序在对modem和GPS通信成功及初始化完成后，进行CellID和GPS position 转换工作，具体分为两个函数：

v oid C ellIDC onv ert(v oid)/ /转换CellID和LAC

void PositionC onvert(v oid)/ / GPS经纬度转换

转换成功后按规定的时间间隔发送指定格式短信至后台。

指定的短信格式为：

正常格式：L OC A T ION: GPS经度GPS纬度,基站号C E L L ID,地区码LAC,机器编码

没有GPS信息时：LOCAT ION: , , ,基站号CELLID,地区码LAC ,机器编码

由以下函数实现

Status SendMessages(Status GPSState)

在设计中，考虑到会修改接受短信的号码,在主程序中增加如下函数:

void UpdateParams(void)

v oid W riteNew PhoneNum AndNewTime

后台系统也会向终端系统发送修改信息，修改发送短信的时间间隔和接受号码。在主程序中，需要对短信格式进行解析。为简化难度，双方约定具体短信格式。

此相应处理函数为:

Status SendMessages(Status GPSState)

Status PollSMS(void) / *查询特定序号的短信*/

后台系统

后台系统分成两部分：

1.短信接收解析 2.后台定位跟踪监控

后台系统打开短信接收终端设备和终端接收软件，对短信进行接收。

定位系统跟踪软件对接收的短信解析，采用SQLserver数据库架构进行保存。

1.实时监控

监控中心进入系统，能全天侯实时监控所有监控设备的状态,以便最及时的掌握状况。(C S构架)位置正常的用绿色标示，有可能异常的用红色点标示。

2.定位跟踪功能

如果发生设备位置异常移动时，及时跟踪，实时通知终端修改短信的发送频率和发送信息接收人。

或者想看某个具体的设备状态，可以点击该节点，系统进入第二界面。地图可采用免费的GoogleMap进行查询。

3.信息维护

可设置设备的维护人信息，在平时上传的信息指点短信接收号码，发送信息的频率。

4.权限管理

GPS系统可设置10个以上的级别权限，以及每个登录账号N个功能禁止允许，并特权用户可查看所有在线登录账户的操作与状态。

系统实施后，监控人员在账户登录后，可以实时监控和了解被侦测

物体的状况。在被监测设备处于室内时，由于GPS无法工作，精度误差在100m左右，在设备处于室外时，定位精度则比较高，误差在5m左右。

另外，本系统采用的M C U为LPC1227，其内部含有8通道10位ADC和多路GPIO口，保证了针对不同的应用可以进行扩展，如外接一些传感器以检测上传状态等。

结束语

本文介绍了基于移动位置服务L B S和GPS的双重定位跟踪系统的实施方案，从终端系统到后台系统进行了全面的介绍。实践证明，本方案可以用于车辆，人员定位，可是用于运输物流，贵重物品监控等行业，且成本低廉，性能稳定，具有较高的推广价值。