基于单片机和GPSGSM模块宠物定位追踪器的实际毕业论文.doc

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本科生毕业论文

题目

基于单片机和GPS/GSM模块宠物定位

追踪器的设计

系别

计算机与信息工程学院

班级

物联网工程121班

姓名

学号124634139

答辩时间2016年6月

新疆农业大学计算机与信息工程学院

目录

1宠物定位追踪器的研究意义及国内外现状 -3-

1.1宠物定位追踪器的意义 -3-

1.2宠物定位追踪器国内外的现状 -4-

1.3基于GPS/GSM的宠物定位终端设计 -5-

2宠物定位追踪器的系统组成 -6-

2.1单片机模块简介 -6-

2.2GPS全球定位系统基本原理 -7-

2.2.1GPS全球定位系统概念 -7-

2.2.2GPS空间部分 -9-

2.2.3地面控制部分 -9-

2.2.4用户设备部分 -10-

2.2.5GPS特点 -10-

2.3GSM基本原理 -11-

2.3.1GSM系统结构 -11-

2.3.2SMS短消息业务 -13-

3.412864LCD液晶显示屏中文资料 -14-

3.4.1概述   -14-

3.4.基本特性 -14-

3.4.3应用 -15-

3宠物定位与监控系统总体设计 -15-

3.1系统设计目标 -15-

3.2系统组成结构 -15-

3.2.1硬件设计 -16-

4宠物定位软件设计 -18-

4.1串口控制函数 -19-

4.2，GPS模块控制函数 -22-

4.3GSM模块的控制函数 -24-

4.412864液晶显示控制函数 -25-

4.4系统功能 -26-

5谢辞 -26-

6结论 -26-

参考文献 -27-

基于单片机和GPS/GSM模块宠物定位追踪器的实际

摘要：

基于GPS和GSM的浮标位置监控终端设计方案;GPS模块采用瑞士U-BLOX公司的NEO-5Q主芯片板的基本性能及工作原理，串行口输出数据格式,以及单片机串行口使用方法；详细介绍单片机读取GPS定位模块数据的软件实现过程,并对怎样用单片机控制GSM模块发送定位信息进行探讨。

微控制器在本系统中的主要作用是控制宠物定位终端的GPS和GSM模块正常工作。

负责从GPS模块读取和解析宠物的位置信息，并定时地将所接到的GPS定位信息输出到GSM模块，最终报上宠物的当前位置；GPS在本系统中的作用是利用安装在宠物定位端上的GPS接收机接收GPS卫星所发射的导航电文，并经过接收机内部的解算算法定向终端提供宠物的当前位置信息；GSM在本系统中的作用是利用GSM短消息通信方式，将宠物定位终端的GPS定位数据经过格式转换后，消息信道将其传送到监控中心，为系统对宠物进行监控尊定基础；

关键字：

GPS定位模块，GSM模块，定位跟踪器，单片机；

PetLocationBasedonSingleChipMicrocomputerandGPS/GSMModuleDesignoftheTracker

Abstract:

BasedonGPSandGSMbuoypositionmonitoringterminaldesign;GPSmoduleusesthebasicperformanceandtheworkingprincipleoftheSwissu-bloxCorporationforthemainchipboard,serialportoutputdataformat,andmicrocontrollerserialportusage;SCMdetailedreadGPSpositioningdatamoduleofthesoftwareimplementationprocess,andhowtoSCMcontrolGSMmoduletosendthelocationinformationof.ThemainfunctionofthemicrocontrollerinthissystemistocontrolthenormaloperationoftheGPSandGSMmodulesofthepetpositioningterminal.ResponsibleforthepositioninformationfromtheGPSmoduletoreadandparsethepet,andregularlyreceivestheGPSpositioninginformationisoutputtotheGSMmodule,thefinalreportonthepet'scurrentposition;theroleofGPSinthesystemisinstalledbytheGPSreceiverinthepetpositioningterminalreceivesGPSsatelliteradionavigationmessage,andthroughtheinsideofthereceiversolutionalgorithmofdirectionalterminalsprovidethepet'scurrentpositioninformation;roleoftheGSMinthesystemisusingGSMshortmessagecommunication,thepetpositioningterminalofGPSpositioningdataaftertheformatconversion,thenewschannelwillbethetransmittedtothemonitoringcenter,laysthefoundationforthesystemofpetmonitoringrespect;

Keywords:

GPSpositioningmodule,GSMmodule,positioningtracker,scm;

1宠物定位追踪器的研究意义及国内外现状

1.1宠物定位追踪器的意义

近年来，随着社会经济的发展和人们生活水平不断提高，人类不仅更加注重自身的医疗和健康问题，所接受的各种健康检查和医疗护理项目与日俱增，而且也越来越关注其周围的居住和生活环境，譬如，为了保护物种，特别像是大熊猫，东北虎等稀有动物，他们开始采取野生放养和人工监护相结合的方式，为了丰富生活骂他们开始饲养像犬、猫等各类宠物。

然而，所以这些在提高人们生活质量和改善人类生存环境的同时，也给人类造成了巨大的管理压力，例如，我们经常能过听到报道说某某病人又走失，某只宠物有伤人之类的消息。

为此，如何有效地度各类病人特别是像老年痴呆和精神分裂的特殊病人，以及各种野生放养动物和家庭饲养宠物等进行有效的定位与监控管理，目前已经开始引起世界各国的普遍重视，逐渐成为一项热点研究问题。

1.2宠物定位追踪器国内外的现状

上世界90年代初期，我国宠物定位跟踪系统由于市场尚未形成，用户还没有迫切需求，加之受到资金，技术以及成本等多方面因素的制约，做成的大多是实验室刚出笼的试验品还达不到商品化的程度，所以成功者不多。

90年代中期，国内最早的定位跟踪系统开始使用在运抄车，警车，消防车，救火车等公务车辆和特种车辆上，部分城市的物流配送，货车，出租汽车，租车服务等业务也已开始利用GPS技术实现对车辆的管理。

90年代后期,宠物定位跟踪系统市场经历了整顿，巩固，充实和提高，在对原有技术进行改造的同时，是的系统性能有了大幅度提高。

当时，专注于GPS系统研究的若干高校，研究所和公司结合我国实际情况进行了设计与开发，成果显著的有清华大学电子工程系，北京航空航天大学，西安大唐公司，北京大恒公司，云南无线电厂等。

虽然取得了一定成绩，但一方面由于技术简单，定位精度不高，另一方面由于成本花费过高而不能被大众所接受，所以得不到广泛的实际应用，要想将这种系统进行实际推广使用，则必须在提高精度的同时大幅度地降低系统成本。

但在2000年之后，随着我国GSM数字移动通信系统的快速发展与全国普及，作为系统瓶颈问题的通信网络通过采用GSM网络的短消息业务找到了新的曙光，随之也带动了定位跟踪系统市场不断趋于成熟，并迎来了新的发展势头，出现了快速增长的趋势。

国内利用GPS定位技术放牧起步较晚，目前我国定位追踪技术主要集中应用在精准农业上。

采用GPS定位技术，RS技术获取农田信息，为农田信息化管理提GPS模块能够实现物体的定位，通过它可以知道物体的经纬度信息。

然后GPRS模块可以实现无线通讯功能供理论支持。

无线定位技术的研究始于20世纪60年代的自动车辆系统，随后该技术，出租车调度以及公安追踪等范围内广泛应用。

随着人们对基于位置的信息服务的需求增多，无线定位技术得到更多研究者的关注，全球定位系统（GPS）的出现更是的定位技术产生了质的飞跃，定位精度得到大幅度的提高，可达到10m以内，虽然直接利用GPS可以达到一种较为理想的定位效果，但是他需要专门的接收设备，对大多数用户来说并不是很方便，近年来，随着蜂蜜移动系统的普及，定位系统开始用于蜂蜜系统设计，切换，服务区确定，交通监控等方面。

目前，无线定位可以卫星无线定位和地面无线定位，卫星定位利用GPS，GLONASS以及我国的北斗双星等卫星系统实现移动目标的三位定位，地面无线定位则通过测量无线电波的传播时间，信号场强，相位，入射角度等参数实现移动目标的而为定位。

蜂窝无线定位属于无线定位系统。

现有的蜂窝无线网中的无线定位系统按移动通信结构分为基于移动通信网络的无线定位，基于移动台的无线定位，混合定位等。

近年来，随着移动用户的快速增加，对位置服务的需求也大大增加，当前的蜂窝无线定位系统中，为了避免对移动终端增加额外开销，多采用的是基于网络的定位方案，有多个基站同时接受检测移动台发出的信号，根据测量到的参数由网络对移动台进行定位估计，移动终端往往是普通手机，这就需要对基站安装检测设备，测量移动台发出的信号参数，再通过适当的算法估计出移动台的大致位置，而新号的传播很大程度上取决于移动通信信道特性，是定位精度受到很大的影响。

1.3基于GPS/GSM的宠物定位终端设计

本章选题从GPS和GPRS模块的功能和理论出发，设计一种基于单片机、GPS接收模块、GPRS模块、12864液晶屏等器件的实时显示器。

分别从硬件和软件实现等方面进行设计，根据GPS模块和GPRS模