摘 要

随着GPS技术不断发展，各式各样的GSP设备也被开发出来广泛应用在社会生活的各个方面，其便携，实用性也得到了更大的关注，而在科技进步的同时，互联网技术的成熟和嵌入式技术的精进也使得GPS终端能广泛的在社会各个方面发光发热，可移动的具有GPS定位功能的设备在未来的生活中会变得随处可见。

本课题主要研究设计一个防走失的GPS终端，它可以实现定时自动和按键手动两种模式通过GPS模块从卫星获取当前的位置信息，并编译成文字通过短信发送到手机上，它可在社会各个工作中得到充分利用，不仅仅局限于获取目标人的位置信息，更可获取特定物品，设备的位置信息，相信其实用性具有很好的市场应用前景。
本文在参阅了大量的资料文献后，分析了GPS设备的发展现状和开发移动GPS终端的必要性。具体研究了该GPS终端的构造，GSM中短信编译模式，硬件模块的电路设计，软件编程开发过程，各模块的组装连接过程，并通过ARM裸机开发，完成了设计方案中GPS模块，ARM平台，GSM模块之间的连接，使其能实现向目标手机发送当前位置信息的功能。

把GPS模块与嵌入式ARM技术相结合，能完全发挥出嵌入式ARM体积小、功能强、效率高的优点。再加上ARM裸机开发硬件效率高，对单一功能研发周期短，能更容易的改良和完善系统功能，这些因素对GPS技术未来的发展和应用都具有相当重要的意义。

关键词：GPS；ARM；裸机开发；短信模块

Abstract

With the continuous development of GPS technology, every kind of GSP devices have been developed widely used in all aspects of social life, its portability, practicality has also been more attention, and the progress in science and technology at the same time, the development of Internet technology and embedded technology progress makes GPS terminal can be widely shine in the society all aspects of. Mobile devices with GPS positioning function will be everywhere in the future life.

This paper mainly studies the design of an anti lost GPS terminal, it can realize the automatic timing and manual button two modes to obtain location information from the satellite through the GPS module, translate it and sent to mobile phone through text messages, it can be fully utilized in various social work, not only to access location information of the target person, can also obtain the position of information of the specific items, equipment.It will be in a good market prospects.

After consulting a large amount of data literature, this paper analyzes the development of GPS equipment and the necessity of developing mobile GPS terminal. Specific study of the structure of the GPS terminal, text mode GSM, the circuit design of hardware module, software development process, the assembly of each module connection process, and through the ARM bare metal development, completed the design of GPS module in ARM platform, the GSM connection between the modules, so that it can achieve the target mobile phone to send the current location information function.

The combination of GPS technology and embedded ARM technology can give full play to the advantages of embedded ARM, such as small size, powerful function and high efficiency.And ARM bare metal development hardware for the single function of high efficiency, short development cycle, can be improved more easily and improve the function of the system, these factors have very important significance to the development and application of GPS technology in the future.

Key Words：GPS；ARM；Bare metal development；SMS module

目 录

目 录 1

第1章 绪论 2

1.1 研究背景及意义 2

1.2 国内外研究现状 2

1.3 基于嵌入式技术的GPS应用 3

1.4 本文研究的主要内容 3

第2章 相关技术 5

2.1 GPS定位系统 5

2.1.1 GPS定位系统的组成 5

2.1.2 GPS定位原理 6

2.2 GPS定位指令解析 7

2.2.1 NMEA-0183协议简介 7

2.2.2 指令讲解 8

2.3 蜂窝移动通信中的SMS 11

2.4 短信SMS发送模式 12

第3章 GPS终端硬件设计 13

3.1 MCU最小系统设计 13

3.1.1 微处理器的选择 13

3.1.2 MCU最小系统 15

3.2 GPS模块接口电路的设计 19

3.2.1 GPS模块的选择 19

3.2.2 GPS模块接口电路 20

3.3 短信模块接口电路的设计 20

3.3.1短信模块的选择 20

3.3.2 短信模块接口电路 21

第4章 GPS终端软件设计 23

4.1主程序流程图 23

4.2 波特率校对流程图 24

4.3 GPS子程序流程图 25

4.4 短信模块程序流程图 26

第5章 实物制作与调试 28

5.1 实物连接与安装 28

5.2 功能测试 28

5.2.1 GPS模块搜星功能 28

5.2.2 手动短信发送功能 29

5.2.3 自动发送短信功能 29

第6章 总结与展望 31

参考文献 32

致 谢 33

第一章 绪论

本章主要对整个设计的设计背景、研究意义进行了阐述，针对国内外相关技术的发展程度提出了本次设计，叙述了嵌入式技术的精进对GPS终端设备发展的意义，并在本章最后对全文进行了一个系统的概括。

1.1 研究背景及意义

本课题来自于观察到日常生活中常常有关于老人，小孩走丢的报道，想到如今GPS模块应用的如此广泛，而且智能手机的应用也十分普及，如果能设计一个设备，它能定时将其位置数据通过SIM卡由短信的形式发送到特定的手机上，以达到实时获取携带者的地理位置等信息的目的，这样就能有效的解决这类社会问题。

随着通信技术与硬件设备的迅速普及，嵌入式处理器已经广泛应用于社会中的各个方面，它具有占用空间小，成本低，执行效率高等各种特点，是嵌入式系统的关键部分，本次设计选用的是ARM处理器。它相比于传统嵌入式微处理器具有更高的工作性能，并且其成本更低，与GPS模块的兼容性也相当好。而如今的数字通信技术也发展的非常快，GPS模块也愈加变得更小，具有更多功能，成本也变得更低，可应用到日常生活中的各个方面，在当今具有非常大的发展潜力。

本次设计的GPS终端可在社会各个工作中得到充分利用，不仅仅局限于获取特殊人的位置，更可获取特定物品，设备的位置信息。如飞机失事后的黑匣子，若能获取其位置信息，则能在第一时间找到它，不用消耗更多的人力物力去寻找；一些重要货物在运送途中的位置信息，也能让收货人实时掌握物流动态，了解货物流向从而避免丢失；在生物研究方面，在野生动物身上安装GPS终端，也能有效避免浪费人力物力去跟踪调查，便可以更加方便的获取目标方位、活动范围、行动路线等信息，是一种快捷有效的调查方式。

1.2 国内外研究现状

GPS即全球定位系统，它主要作用是实现在全球范围内的定位导航。最早发展的卫星定位系统有美国的Transit系统。但由于它主要服务于美国军方，GPS系统在民间的应用一直有着精度方面的限制，即选择可用性，只有军方和特殊权限的用户没有受到这些政策的影响，一直到2000年，美国政府为了赚取更大的商业利润，才废除了选择可用性，这极大的推动了GPS系统民用化的进程，直到现在，它已经演变成了一项21世纪的世界性高新技术产业，是当前发展最迅速的通信技术之一。