基于51单片机GPS定位系统GSM短信上报设计方案原理图
系统功能分析
(末尾附文件)
系统功能分析
本系统由STC89C52单片机电路+GPS模块电路+GSM模块SIM800A+指示灯电路+电源电路组成。
1、系统上电后,系统向特定手机号码发送短信,短信内容为系统的当前经纬度信息。40s左右发一次。
2、如果需要立刻发送经纬度信息,直接按板载按键即可立刻发送经纬度数据,不用等待40s。
3、短信发送及初始化有状态指示灯指示。
4、GSM模块是SIM800A,该模块和SIM900A电路程序完全兼容外观外形一模一样。
3.1.2系统总体结构
本系统具体框图如下图所示:
模块电路的设计
5V电源电路设计
本系统选择5V直流电源作为系统总电源,为整个系统供电,电路简单、稳定。DC为电源的DC插座,可以直接接USB电源线,一端插在DC插座上,另外一端可以插在5V电源上,如电脑USB、充电宝、手机充电器等等。LED为红色LED灯,作为系统是否有点的指示灯,电阻为1K电阻,起到限流作用,保护LED灯,以防电流过大烧坏LED灯。SW为自锁开关,开关按下后,红灯亮,此时系统电源5V直流输出。开关再次按下后,红灯灭,此时系统电源无5V电源输出。
GSM_SIM800A模块电路设计
GSM模块,是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上,具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。GSM模块具有发送SMS短信,语音通话,GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。简单来讲,GSM模块加上键盘、显示屏和电池,就是一部手机。
SIM800A是SIMCOM公司推出的一款高性能工业级 GSM/GPRS 模块, 该模块具有极高的性价比,在双频的市场中占据极大份额。
GSM_SIM800A模块采用高性能工业级GSM/GPRS模块:SIM800A,工作频段:GSM900/1800MHz。硬件设计在官方设计上加以优化,采用高效开关电源供电,SIM卡采用主流的卡座,质量更坚固。GSM_SIM800A模块在外围硬件的设计上参考了SIM800A 模块的硬件设计指南,对板子的电源、保护和抗干扰上做足了功夫。电源采用开关电源模块供电,电源利用效率高。
系统软件设计
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <stdio.h>
#include "delay.h"/**The UART1 stage1**/
#define STAGE_SOHE 0x01
#define STAGE_TYPE 0x02
#define STAGE_NONE 0x03
#define STAGE_DATA 0x04#define INIT 0xFF
#define TRUE 0x00
#define FALSE 0x01sbit LED = P1^0;//指示灯
sbit key =P2^0;//按键unsigned char Lin0_No[13]="N:000.000000";//显示北纬
unsigned char Lin1_Ea[12]="E:000.000000";//显示东经unsigned long xdata time_20ms=0;unsigned char xdata devide_flag; //GPS数据逗号分隔符
unsigned char xdata speed_end; //收速度数据结束标志
unsigned char xdata dir_end; //收方向角数据结束标志
unsigned char xdata sysmode_GPS=FALSE; //gps有效无效标志
unsigned char xdata ew_flag; //东西标志
unsigned char xdata ns_flag; //南北标志unsigned char xdata gps_infor_weijing[17]; //暂存经纬度 格式是以度分秒的是形式
unsigned char xdata gps_infor_speed[4]; //暂存速率
unsigned char xdata gps_infor_time[6]; //时间暂存
unsigned char xdata gps_infor_date[6]; //日期暂存
unsigned char xdata gps_infor_dir[3]; //方向暂存unsigned char xdata recv1_step=STAGE_SOHE; //串口接收指令步骤
unsigned char xdata uart1_r_buf; //串口的缓存
unsigned char xdata rev1_buf_busy; //串口接收忙碌标志
unsigned char xdata temp1_buf[85]; //串口接收数组
unsigned int xdata record1=0; //串口接收计数
unsigned char i ;unsigned char dealGpsMes=FALSE; //gps定时处理标志unsigned char reportTime = 0;//短信上报时间 计数void Init_Timer0(void);//函数声明
void gpsDealfun(void);
void uartSendStr(unsigned char *s,unsigned char length);
void UART_Init(void);
void uartSendByte(unsigned char dat);void main (void)
{Init_Timer0(); //定时器0初始化UART_Init(); //串口初始化LED = 0; //打开ledkey = 1;for(i=0;i<50;i++) //延时有助于稳定{DelayMs(100);} uartSendStr("aAT+CMGF=1\r\n",12); //初始化gsm模块for(i=0;i<7;i++) //延时有助于稳定{DelayMs(100);}uartSendStr("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n",15);for(i=0;i<7;i++) //延时有助于稳定{DelayMs(100);}LED =1;while(1) //主循环{if(dealGpsMes==TRUE) //gps信息处理{dealGpsMes=FALSE; //清除标志gpsDealfun(); //gps信息处理函数}if((reportTime >= 20)||(key == 0)) //2s计数一次{reportTime = 0;LED=0; //打开leduartSendStr("AT+CMGF=1\r\n",11); //设置字符集for(i=0;i<5;i++){DelayMs(100);}uartSendStr("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n",15); //设置for(i=0;i<5;i++){DelayMs(100);}uartSendStr("AT+CMGS=\"+8618105140357\"\r\n",26); //可以修改电话号码
// uartSendStr("AT+CMGS=\"+8617686988225\"\r\n",26); //可以修改电话号码for(i=0;i<3;i++){DelayMs(100);} uartSendStr(Lin0_No,13);//发送短信内容 在gps数据处理情况 uartSendStr(Lin1_Ea,12); for(i=0;i<2;i++){DelayMs(100);}uartSendByte(0x1a); //发送for(i=0;i<40;i++){DelayMs(100);}LED =1; //关闭led}DelayMs(5); }
}void gpsDealfun(void)
{unsigned char num=0;unsigned long Mid_Du; //中间变量 暂存经纬度的整数部分 即度unsigned long Mid_Fen; //中间变量 暂存经纬度的小数部分 即分 gps原始数据是度分秒格式unsigned long Mid_Vale; 中间变量 暂存经纬度 并将其扩大了10000000倍if(sysmode_GPS==TRUE) //检测gps是否有效数据{sysmode_GPS=FALSE; //清除有效位Mid_Du=(gps_infor_weijing[0]-0x30)*10000000+(gps_infor_weijing[1]-0x30)*1000000; //处理纬度 暂存整数部分扩大10000000Mid_Fen=(gps_infor_weijing[2]-0x30)*10000000+(gps_infor_weijing[3]-0x30)*1000000+(gps_infor_weijing[4]-0x30)*100000+(gps_infor_weijing[5]-0x30)*10000+(gps_infor_weijing[6]-0x30)*1000+(gps_infor_weijing[7]-0x30)*100; //处理纬度 暂存小数部分扩大10000000 Mid_Fen=Mid_Fen/60; //分秒换算为小数位Mid_Vale=Mid_Du+Mid_Fen; //最终纬度 格式为000.00000000 非度分秒格式Lin0_No[0]='N';Lin0_No[1]='N'; Lin0_No[2]=':'; Lin0_No[3]='0'; Lin0_No[4]=Mid_Vale/10000000+0x30; //将处理后的纬度填入字符串 并打印显示Lin0_No[5]=(Mid_Vale/1000000)%10+0x30;Lin0_No[6]='.';Lin0_No[7]=(Mid_Vale/100000)%10+0x30;Lin0_No[8]=(Mid_Vale/10000)%10+0x30;Lin0_No[9]=(Mid_Vale/1000)%10+0x30;Lin0_No[10]=(Mid_Vale/100)%10+0x30;Lin0_No[11]=(Mid_Vale/10)%10+0x30;Lin0_No[12]=Mid_Vale%10+0x30;Mid_Du=(gps_infor_weijing[8]-0x30)*100000000+(gps_infor_weijing[9]-0x30)*10000000+(gps_infor_weijing[10]-0x30)*1000000; //处理经度 暂存整数部分扩大10000000Mid_Fen=(gps_infor_weijing[11]-0x30)*10000000+(gps_infor_weijing[12]-0x30)*1000000+(gps_infor_weijing[13]-0x30)*100000+(gps_infor_weijing[14]-0x30)*10000+(gps_infor_weijing[15]-0x30)*1000+(gps_infor_weijing[16]-0x30)*100; //处理经度 暂存小数部分扩大10000000 Mid_Fen=Mid_Fen/60; //分秒换算为小数位Mid_Vale=Mid_Du+Mid_Fen; //最终经度 格式为000.00000000 非度分秒格式Lin1_Ea[0]='E'; Lin1_Ea[1]=':'; Lin1_Ea[2]=Mid_Vale/100000000+0x30; //将处理后的经度填入字符串 并打印显示Lin1_Ea[3]=(Mid_Vale/10000000)%10+0x30;Lin1_Ea[4]=(Mid_Vale/1000000)%10+0x30;Lin1_Ea[5]='.';Lin1_Ea[6]=(Mid_Vale/100000)%10+0x30;Lin1_Ea[7]=(Mid_Vale/10000)%10+0x30;Lin1_Ea[8]=(Mid_Vale/1000)%10+0x30;Lin1_Ea[9]=(Mid_Vale/100)%10+0x30;Lin1_Ea[10]=(Mid_Vale/10)%10+0x30;Lin1_Ea[11]=Mid_Vale%10+0x30;}else{Lin1_Ea[0]='G'; //无gps信号情况下 打印正在连接Lin1_Ea[1]='P'; Lin1_Ea[2]='S'; Lin1_Ea[3]=' '; /*将处理后的纬度填入字符串 并打印显示*/Lin1_Ea[4]='L';Lin1_Ea[5]='I';Lin1_Ea[6]='N';Lin1_Ea[7]='K';Lin1_Ea[8]='I';Lin1_Ea[9]='N';Lin1_Ea[10]='G';Lin1_Ea[11]='.';Lin1_Ea[12]='.';Lin1_Ea[13]='.';for(i=0;i<14;i++){Lin0_No[i]=Lin1_Ea[i];}}
// DelayMs(10);
// SendStr(Lin0_No,12);
// DelayMs(10);
// SendStr(Lin1_Ea,12);
}void Init_Timer0(void)
{TMOD |= 0x01; //使用模式1,16位定时器,使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响 TH0 = 0x0B8; //11.0592M 20msTL0 = 0x00;EA=1; //总中断打开ET0=1; //定时器中断打开TR0=1; //定时器开关打开
}void Timer0_isr(void) interrupt 1
{TH0 = 0x0B8; //11.0592M 20msTL0 = 0x00;time_20ms++;if(time_20ms%100==0) //2s左右处理一次{dealGpsMes=TRUE; reportTime++;}
}void UART_Init(void)
{SCON = 0x50; // SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 TMOD |= 0x20; // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装TH1 = 0xFD; // TH1: 重装值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz TR1 = 1; // TR1: timer 1 打开 EA = 1; //打开总中断ES = 1; //打开串口中断
}void uartSendByte(unsigned char dat)
{unsigned char time_out;time_out=0x00;SBUF = dat; //将数据放入SBUF中while((!TI)&&(time_out<100)) //检测是否发送出去{time_out++;DelayUs2x(10);} //未发送出去 进行短暂延时TI = 0; //清除ti标志
}void uartSendStr(unsigned char *s,unsigned char length)
{unsigned char NUM;NUM=0x00;while(NUM<length) //发送长度对比{uartSendByte(*s); //放松单字节数据s++; //指针++NUM++; //下一个++}
}void UART_SER (void) interrupt 4 //串行中断服务程序
{if(RI) //判断是接收中断产生{RI=0; //标志位清零uart1_r_buf=SBUF; //提取buf中的值rev1_buf_busy=0x00; //判别 放置break问题switch(recv1_step){case STAGE_SOHE: if(uart1_r_buf == '$') //判断接收到了$ 具体原因参考GPS标准协议NMEA0183{rev1_buf_busy=0x01;if(uart1_r_buf == '$') //再次查看接收的是否是${recv1_step=STAGE_TYPE; //跳转到下一步record1=0; //计数清零}else{recv1_step=STAGE_SOHE; //恢复初始化record1=0;}}break;case STAGE_TYPE: if(rev1_buf_busy == 0x00){rev1_buf_busy=0x01;temp1_buf[record1]=uart1_r_buf;record1++;if(record1 == 0x05){ //查看$GPRMC开头的命令行if((temp1_buf[0] == 'G') && (temp1_buf[1] == 'P') && (temp1_buf[2] == 'R') && (temp1_buf[3] == 'M') && (temp1_buf[4] == 'C')){recv1_step=STAGE_NONE; //跳转到下一步record1=0;} else{recv1_step=STAGE_SOHE;//恢复初始化record1=0;}}}break;case STAGE_NONE: if(rev1_buf_busy == 0x00)//接收命令格式:$GPRMC,054347.00,A,3202.04770,N,11846.23632,E,0.000,0.00,221013,,,A*67{rev1_buf_busy=0x01;record1++;if((record1 > 0x01) && (record1 < 0x08)) {gps_infor_time[record1-2]=uart1_r_buf; //时间存储 }if((uart1_r_buf == ',') && (record1 > 0x07) && (record1 < 0x010)) //||((uart1_r_buf == ',') && (record1==0x02)){record1=0xcc;}if(record1 == 0xcd){record1=0;devide_flag=2;speed_end=0x00;dir_end=0x00;if(uart1_r_buf == 'A') //gps收到数据 且有效{ recv1_step=STAGE_DATA; //跳转到下一步}else{sysmode_GPS=FALSE;recv1_step=STAGE_SOHE; //无效恢复初始化record1=0;}}}break;case STAGE_DATA: if(rev1_buf_busy == 0x00){rev1_buf_busy=0x01;record1++;if(uart1_r_buf == ',') //判断逗号{ devide_flag++; //逗号次数记录record1=0;}if(devide_flag == 3){if((record1 > 0) && (record1 < 5)){gps_infor_weijing[record1-1]=uart1_r_buf; //存储经纬度 此处为纬度 }if((record1 > 5) && (record1 < 10)) //跳过小数点的存储{gps_infor_weijing[record1-2]=uart1_r_buf; //存储经纬度 此处为纬度 }}if(devide_flag == 4){if(record1 > 0){ns_flag=uart1_r_buf; //接收纬度NS标志}}if(devide_flag == 5){if((record1 > 0) && (record1 < 6)){gps_infor_weijing[record1+7]=uart1_r_buf; //存储经纬度 此处为纬度 }if((record1 > 6) && (record1 < 11)) //跳过小数点的存储{gps_infor_weijing[record1+6]=uart1_r_buf; //存储经纬度 此处为经度 }}if(devide_flag == 6){if(record1 > 0){ew_flag=uart1_r_buf; //经度度 EW标志}}if(devide_flag == 7){if(speed_end == 0x00){if((record1 > 0) && (uart1_r_buf != '.')){gps_infor_speed[record1-1]=uart1_r_buf; //接收速率}else if(uart1_r_buf == '.'){record1--;speed_end=0xff;}}else if(speed_end == 0xff){speed_end=0xfe;gps_infor_speed[record1-1]=uart1_r_buf;gps_infor_speed[3]=gps_infor_speed[record1-1];gps_infor_speed[2]=gps_infor_speed[record1-2];if(record1 > 2){gps_infor_speed[1]=gps_infor_speed[record1-3];}else{gps_infor_speed[1]=0x30;}if(record1 > 3){gps_infor_speed[0]=gps_infor_speed[record1-4];}else{gps_infor_speed[0]=0x30;}}}if(devide_flag == 8){if(dir_end == 0x00){if((record1 > 0) && (uart1_r_buf != '.')){gps_infor_dir[record1-1]=uart1_r_buf; //存储方向}else if(uart1_r_buf == '.'){record1--;dir_end=0xff;}}else if(dir_end == 0xff){dir_end=0xfe;if(record1 == 2){gps_infor_dir[2]=gps_infor_dir[record1-2];gps_infor_dir[1]=0x30;gps_infor_dir[0]=0x30;}if(record1 == 3){gps_infor_dir[2]=gps_infor_dir[record1-2];gps_infor_dir[1]=gps_infor_dir[record1-3];gps_infor_dir[0]=0x30;}}}if(devide_flag == 9){if((record1 > 0) && (record1 < 7)){gps_infor_date[record1-1]=uart1_r_buf;}}if(uart1_r_buf == 0x0d){recv1_step=STAGE_SOHE; //接收完成 并信号确定 record1=0; //恢复初始化状态 为下一次准备devide_flag=0;sysmode_GPS=TRUE; //置位 GPS 信号为正确}}break;}}if(TI) //如果是发送标志位,清零TI=0;
}
链接:https://pan.baidu.com/s/1FSMLsaumjvjNPuRfHn4CWw
提取码:kpye
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