基于MSP430 的GPS 车载智能终端设计

郑学梅

(东北电力大学 信息工程学院，吉林 132012)

1 前言

随着我国交通事业的飞速发展，车辆日益增多，交通运输的压力逐渐加剧。 为了更好的解决交通问题，使得车载监控终端的研发变得十分重要。因运而生的GPS 车载智能终端融合了GPS 全球卫星定位技术、GPRS 无线通信技术以及网络地理信息处理技术，不仅能实时接收GPS 定位信息，进行车辆的实时定位，而且能够与监控中心进行实时信息传递，实现监控中心对车辆状态、 车辆运行状况和道路状况等进行实时监视和调度。 此外该终端还有防盗报警功能。

2 GPS 车载智能终端的硬件设计

2.1 整体硬件组成

该智能终端主要由MSP430F149 单片机、GPS 模块、GPRS模块、电源模块、数据存储模块、LCD 显示模块以及报警设备7部分组成。 GPS 车载智能终端的硬件原理图如图1 所示。

图1 GPS 车载智能终端硬件结构框图

终端的功能简述如下：（1）准确定位车辆的位置，纬度，经度，时间等信息。 （2）能够传送实时数据，与监控中心进行通讯。（3）当遇到紧急情况能够自动报警（如事故或盗窃）。 （4）能够存储车辆定位信息，并显示定位信息。 （5）GPRS 模块支持TCP/IP通信协议，能传送语音，数据，图象等信息。

2.2 智能终端硬件电路

2.2.1 MSP430F149 单片机外围电路

MSP430 单片机是一个具有强大的处理能力的 16 位单片机， 它采用了RISC 精简指令集结构， 同时具有大量的寄存器；丰富的寻址方式、简洁的27 条内核指令以及大量的模拟指令；有较高的处理速度，在8MHZ 的高速晶振驱动下指令周期为125ns。 以上这些特点都保证了采用MSP430 单片机能够编制出更加高效的源程序[1]。

单片机电路作为整个系统的核心控制部分， 主要是完成与TC35 无线通信模块和GPS25LP-LVC 模块的通信。 由于MSP430F149 单片机具有双串口通信的优势， 因此可以采用MSP430F149 的串口0 与GPS25LP-LVC 进行通信， 串口1 与TC35 模块进行通信。 由于它们都是CMOS/TTL 电平，故无须电平转换。具体连接电路如图2 所示。设计中，为减小电源的输入对单片机工作的影响， 因此选择在64 脚的管脚增加了0.1μF的小电容来实现滤波，以减小输入端受到的干扰。

图2 MSP430F149 单片机电路图

2.2.2 GPRS 模块硬件电路

对于GPRS 模块部分，本终端选用TC35 模块来进行无线通信。 TC35 是西门子公司推出的无线通信GPRS 模块，其工作电压为3.3-5.5V，有900MHz 和1800MHz 两个工作频段可供选择，其功耗分别为2W(900M)和1W(1800M)。 TC35 通信模块可通过ZIF 连接器来与单片机及其他外围设备相连，用以实现电源连接、指令、数据及控制信号的双向传输[2]。 模块的第32 引脚SYNC 用来指示GPRS 模块的工作状态， 本终端中用一个LED指示灯来指示其工作状态。

2.2.3 GPS 模块硬件电路

对于GPS 模块，本终端选用GPS25LP-LVC 接收机来实现车辆定位功能。 该接收机采用＋5V 电源供电，内置保护电池，可自动输出NMEA0183 语句，用户可选择波特率1200/2400/4800/9600bps；同时支持RTCM 差分输入。此接收机只需通过一个12针的引脚和系统相连。

2.2.4 电源模块硬件电路

由于本终端的电源部分来自于车辆电瓶， 要求输入电压为12V 左右， 但输出电压却有3 种：TC35 模块需要供电电压3.5V；MSP430F149 需要供电电压3.3V；其他器件需要5V 供电电压。 各模块主要消耗电流情况：GPS25LP-LVC 输入电流为140mA，TC35 空闲时输入电流很小，但当有数据传输时峰值电流可达2A；其他电路功耗较小，大概为几十毫安。 本终端采用LM2576 芯片先将12V 的电源电压降压为5V，再由这5V 的电压作为输入分别为3.5V 和3.3V 供电，这样大大降低了功耗。

3 总结

本设计中GPS 车载智能终端能够实现车辆的实时定位，与远端监控中心的无线通信，显示车辆定位信息以及防盗报警功能。 但是，在终端在利用GPRS 无线通信模块收发短信息方面的功能还有所欠缺，今后的研究应着重于信息安全和功能扩展方面。

[1]魏星，吴甬翔，金敬.基于GPS 车载智能终端的设计[J].电子技术应用，2008，34（13）：1678