CN101969601A - 无线网络内置poi自助式gps实时报位方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线网络内置POI自助式GPS实时报位方法和装置，将后台的通讯服务器、GIS服务器、数据库服务器的全部硬件及需要使用的软件集成在一个系统中，通过单机就完成传统服务器后台的功能，将人们不能理解的经纬度位置信息直接转换成了人们可以理解的位置信息；使用GSM无线网络进行通信，使用SMS短信息进行通信，没有传统机器的GPRS流量费用，也不占用GSM的网络带宽；单机使用，任何使用人员可以通过手机进行短信息控制和接收信息，不需要再携带电脑上网查询，别人无法知道其使用的电话号码和密码，产品用户保密性强，避免隐私泄露。

Description

无线网络内置POI自助式GPS实时报位方法和装置
技术领域
本发明涉及一种GPS实时报位方法和装置。
背景技术
GPS定位系统用在人员、车辆位置定位上，通过对GPS定位数据采集计算得到对应电子地图POI信息，然后通过GSM/CDMA无线网络，把人员或车辆的当前位置信息发送给用户，使得查询者能实时了解到管理的用户或车辆所在的具体位置，实现智能管理定位便携系统。POI是Point of Interest(兴趣点)的简称，POI应该包含四个方面的信息：名称、类别、经度、纬度。
GPS实时报位装置是一种依靠卫星数据接收采集、解码、通讯网络传输、软件后台控制的一套高精度、自运算定位智能系统，主要将GPS定位技术，无线通信技术，地图数据裁剪压缩、地图引擎核心算法、RTOS等技术相结合组成的一种综合管理系统。
市场上已经有多种类似功能的产品，此类产品的基本原理都是：使用GPS结收机模块接收当前系统所处位置的经纬度，然后使用中央控制CPU将接收到的经纬度数据通过无线通信模块发送回到指定的IP地址的数据地图服务器，再由后台集群服务器把IP和地址进行解析转换，通过无线网络的短信网关发送短信到查询者，最后才能知道用户的具体位置。它们的技术缺陷有：1)使用无线网络数据流量占用移动服务提供商的无线带宽，所以需要用户支付网络数据流量费用；2)系统成本高，需要后台搭建3类服务器，需要服务器机房环境，专用的数据通道；3)集中的服务器监控一旦服务器软件故障，硬件故障，网络故障都会造成整个系统全部瘫痪，而且影响整个服务器的所有用户使用没办法进行；4)服务器后台用户需要别人集中监控，自己的位置始终暴露，个人隐私没办法保证；5)用户个人查询必须通过电脑，通过连接相关网络才能进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种无线网络内置POI自助式GPS实时报位方法和装置。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种无线网络内置POI自助式GPS实时报位装置，包括互相联接的CPU处理芯片、输入设备和通讯模块，所述的输入设备与CPU处理芯片的输入端联接，通讯模块与CPU处理芯片的通讯接口联接，其特征在于：
它还包括包含有POI数据的地图存储器，与CPU处理芯片的数据端联接，所述的POI数据包括名称、类别和经纬度数据；
所述的输入设备为输入指令的用户键盘；
所述的通讯模块为接收当前经纬度数据的GPS通讯模块和将CPU处理芯片处理后的文字数据以SMS短信息方式发送到用户终端上的GSM通讯模块，且GPS通讯模块和GSM通讯模块分别通过通用异步收发总线与CPU处理芯片联接。
按上述方案，其特征在于：它还包括显示用户指令的显示屏，与CPU处理芯片的输出端联接。
按上述方案，所述的CPU处理芯片选用ARM微处理器；所述的地图存储器选用NORFlash存储器。
一种无线网络内置POI自助式GPS实时报位方法，其特征在于：它包括以下几个步骤：
1)系统初始化后，通过GSM通讯模块接到查询指令，判断查询指令是否合法，若合法则启动GPS通讯模块接收当前经纬度数据，若不合法则不处理；
2)接收到的当前经纬度数据在CPU处理芯片的GPS解析模块中运算加工后存于CPU处理芯片的缓冲区；
3)CPU处理芯片将加工后的当前经纬度数据与地图存储器中POI数据的经纬度数据进行搜索匹配，找出与当前经纬度数据最接近的POI点；
4)CPU处理芯片将此POI点的数据以文字形式传递给GSM通讯模块，再压缩成SMS短信息发送至用户终端。
按上述方案，所述的CPU处理芯片为ARM微处理器，ARM微处理器控制GPS通讯模块每4-5秒钟更新一次当前经纬度数据，更新的数据存储在所述的ARM微处理器的缓冲区。
按上述方案，GPS解析模块对当前经纬度数据运算时采取整数运算或者采用系统编译环境提供的浮点库进行浮点运算。由于CPU处理芯片为ARM微处理器，其最高运行频率为5倍的外部晶振频率，外部晶振最大选取12MHz，所以ARM微处理器最高支持频率为60MHz，而且ARM微处理器资源还需要有别的任务运行，因此如何减小计算经纬度地址的运算开销量是很重要的指标。在经纬度计算时尽量避免不适用浮点计算，首先使用整数运算，当条件精度不够时，切换到浮点运算，尽量采用系统编译环境提供的浮点库，这样有比较高的效率。
按上述方案，所述的GSM通讯模块通过AT指令发送SMS短信息至用户终端，所述的ARM微处理器中包括AT指令解析模块，所述的AT指令解析模块采用中断和FIFO队列加消息的方式对AT指令进行解码。程序表现为：当GSM通讯模块吐出AT响应或查询响应时，加载到一个关键字分析表里，遍历完是否匹配当前关键字，如果匹配为当前关键字，则把回调函数发送到事件队列的FIFO队列里，退出当前循环直到GSM通讯模块不再吐出AT信令，再到主循环中提取消息参数，根据当前消息索引到回调函数地址并执行回调函数，完成具体的AT指令解析。
按上述方案，所述的ARM微处理器禁止RTC中断、UART(即通用异步收发总线)中断、IIC中断和外部中断。如此可以保证ARM微处理器不会在计算的过程中被拉入到中断函数，最大可能的利用ARM微处理器资源计算完当前的计算任务。
本发明的有益效果为：
1、将后台的通讯服务器、GIS服务器、数据库服务器的全部硬件及需要使用的软件集成在一个系统中，集成度高；
2、通过单机就完成传统服务器后台的功能，将人们不能理解的经纬度位置信息(如：112度21分12秒，31度11分04秒)直接转换成了人们可以理解的位置信息(如：具体的公司名称等)，大大降低了客户的使用门槛；
3、使用GSM无线网络进行通信，使用SMS短信息进行通信，没有传统机器的GPRS流量费用，也不占用GSM的网络带宽；
4、单机使用，任何使用人员可以通过手机进行短信息控制和接收信息，不需要再携带电脑上网查询，只要有GSM语音和SMS业务的地点都可以使用；
5、单机使用，别人无法知道其使用的电话号码和密码，产品用户保密性强，避免隐私泄露。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构框图
图2为本发明一实施例的系统流程图
图3为本发明一实施例的主进程流程图
图4为本发明一实施例的事件进程流程图
具体实施方式
图1为本发明一实施例的结构框图，无线网络内置POI自助式GPS实时报位装置包括互相联接的CPU处理芯片、输入设备、通讯模块、包含有POI数据的地图存储器和显示用户指令的显示屏；显示屏与CPU处理芯片的输出端联接，地图存储器与CPU处理芯片的数据端联接，所述的POI数据包括名称、类别和经纬度数据；所述的输入设备为输入指令的用户键盘，与CPU处理芯片的输入端联接；所述的通讯模块为接收当前经纬度数据的GPS通讯模块和将CPU处理芯片处理后的文字数据以SMS短信息方式发送到用户终端上的GSM通讯模块，且GPS通讯模块和GSM通讯模块分别通过通用异步收发总线与CPU处理芯片联接。
所述的CPU处理芯片选用ARM微处理器；所述的地图存储器选用NOR Flash存储器。
图2为本发明一实施例的系统流程图，无线网络内置POI自助式GPS实时报位方法包括以下几个步骤：
1)系统初始化后，通过GSM通讯模块接到查询指令，判断查询指令是否合法，若合法则启动GPS通讯模块接收当前经纬度数据，若不合法则不处理。
2)接收到的当前经纬度数据在CPU处理芯片的GPS解析模块中运算加工后存于CPU处理芯片的缓冲区。所述的CPU处理芯片选用ARM微处理器，ARM微处理器控制GPS通讯模块每4-5秒钟更新一次当前经纬度数据，更新的数据存储在ARM微处理器的缓冲区。
在经纬度运算时采用系统编译环境提供的浮点库，这样有比较高的效率，对于重负载的核心计算接口，例如当前查询NOR Flash里的POI集合数据，以及上一次得到的GPS经纬度数据，均保存在RAM数组中，最大的利用RAM存取速度快的特点，来保证计算的高速型。
3)CPU处理芯片将加工后的当前经纬度数据与地图存储器中POI数据的经纬度数据进行搜索匹配，找出与当前经纬度数据最接近的POI点；所述的地图存储器选用NOR Flash存储器。
涉及到的常量，例如用户设置的某个POI点、各个行政区字段等，利用数学方式预先计算出来，保存在NOR Flash中，避免再一次计算耗费ARM微处理器的资源。考虑到ARM微处理器的计算能力并不强，因此先将当前经纬度数据转成平面座标，再算它与最接近的POI点的距离。
4)CPU处理芯片将此POI点的数据以文字形式传递给GSM通讯模块，再压缩成SMS短信息发送至用户终端。
本方法涉及的软件系统由主进程及系统初始化模块、外设驱动模块、AT指令解析模块、GPS解析模块、回调函数模块和FIFO事件队列6个分支组成。本装置除了主动响应用户键盘输入指令以外，其余时间主要是在休眠状态，当本装置通过GSM通讯模块由短信或电话收到定位请求后，唤醒本装置，串口守护进程捕获AT指令，通过特征字的判断，把相应的回调函数压入到FIFO队列，最后在主进程里读取FIFO队列的数据参数，最终执行完定位请求的具体功能。
其中主进程流程图如图3所示，图4为事件进程流程图，采用FIFO队列，保证任务按逻辑关系先后执行，这点也是GSM通讯模块吐出的信令顺序决定，同步于GSM通讯模块的通讯信令。对于AT指令的解码，尽量不采用查询-等待模式，减小CPU的空转等待时间。软件解码设计采用的中断和FIFO队列加消息的方式，即当GSM通讯模块吐出AT响应或查询相应时，加载到一个关键字分析表里，遍历完是否匹配当前关键字，如果匹配为当前关键字，则把回调函数SendMessage发送到事件队列EventPool到FIFO队列里，退出当前循环直到模块不在吐出AT信令。再到主循环中提取消息参数，根据当前消息索引到回调函数地址并执行回调函数，完成具体的AT指令解析。

Claims (10)

1.一种无线网络内置POI自助式GPS实时报位装置，包括互相联接的CPU处理芯片、输入设备和通讯模块，所述的输入设备与CPU处理芯片的输入端联接，通讯模块与CPU处理芯片的通讯接口联接，其特征在于：
它还包括包含有POI数据的地图存储器，与CPU处理芯片的数据端联接，所述的POI数据包括名称、类别和经纬度数据；
所述的输入设备为输入指令的用户键盘；
所述的通讯模块为接收当前经纬度数据的GPS通讯模块和将CPU处理芯片处理后的文字数据以SMS短信息方式发送到用户终端上的GSM通讯模块，且GPS通讯模块和GSM通讯模块分别通过通用异步收发总线与CPU处理芯片联接。
2.根据权利要求1所述的无线网络内置POI自助式GPS实时报位装置，其特征在于：它还包括显示用户指令的显示屏，与CPU处理芯片的输出端联接。
3.根据权利要求1或2所述的无线网络内置POI自助式GPS实时报位装置，其特征在于：所述的CPU处理芯片选用ARM微处理器；所述的地图存储器选用NOR Flash存储器。
4.一种无线网络内置POI自助式GPS实时报位方法，其特征在于：它包括以下几个步骤：
1)系统初始化后，通过GSM通讯模块接到查询指令，判断查询指令是否合法，若合法则启动GPS通讯模块接收当前经纬度数据，若不合法则不处理；
2)接收到的当前经纬度数据在CPU处理芯片的GPS解析模块中运算加工后存于CPU处理芯片的缓冲区；
3)CPU处理芯片将加工后的当前经纬度数据与地图存储器中POI数据的经纬度数据进行搜索匹配，找出与当前经纬度数据最接近的POI点；
4)CPU处理芯片将此POI点的数据以文字形式传递给GSM通讯模块，再压缩成SMS短信息发送至用户终端。
5.根据权利要求4所述的实时报位方法，其特征在于：所述的CPU处理芯片为ARM微处理器，ARM微处理器控制GPS通讯模块每4-5秒钟更新一次当前经纬度数据，更新的数据存储在ARM微处理器的缓冲区。
6.根据权利要求5所述的实时报位方法，其特征在于：GPS解析模块对当前经纬度数据运算时采取整数运算。
7.根据权利要求5所述的实时报位方法，其特征在于：GPS解析模块对当前经纬度数据运算时采用系统编译环境提供的浮点库进行浮点运算。
8.根据权利要求6或7所述的实时报位方法，其特征在于：所述的GSM通讯模块通过AT指令发送SMS短信息至用户终端，所述的ARM微处理器中包括AT指令解析模块，所述的AT指令解析模块采用中断和FIFO队列加消息的方式对AT指令进行解码。
9.根据权利要求6或7所述的实时报位方法，其特征在于：所述的ARM微处理器禁止RTC中断、UART中断、IIC中断和外部中断。
10.根据权利要求8所述的实时报位方法，其特征在于：所述的ARM微处理器禁止RTC中断、UART中断、IIC中断和外部中断。
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