本文將介紹一種支持GPRS的GPS系統，并且對其中所涉及到的硬件、軟件設計方案給出了詳細的描述。通過該模型，可以比較好的實現GPS定位信息數據遠程傳輸。

　　1 系統模型

　　圖1是本方案的系統模型。從GPS終端采集來的定位數據，經過GPRS網絡透明地傳輸到遠程GPS服務器，遠程GPS服務器通過對GPS數據的解碼便可以獲得定位信息。其詳細的流程可以概括如下：

　　① 首先，GPS終端發出包括有APN號碼的GPRS登錄請求，登陸到 GPRS網絡;

　　② 位于移動的SGSN根據登陸請求中的APN，找到登記的Radius服務器，并將用戶認證信息送至Radius服務器;

　　③ Radius認證服務器根據所傳遞過來的認證信息，確認是否是合法用戶發來的請求，如果是合法用戶，則根據配置為其分配一個IP地址;

　　④ Radius服務器向GGSN發送攜帶用戶地址的確認信息;

　　⑤ GPS終端得到了IP地址，就可以根據配置(作為服務器端或者客戶端)與GPS服務器建立起TCP連接;

　　⑥ 連接建立后，GPS終端采集到的定位信息數據就會通過建立的TCP數據連接透明地傳輸到GPS服務器;

　　⑦ 當GPS服務器有控制命令或其它數據要向下發送時，可以通過TCP連接傳送到GPS終端;

　　⑧ GPS終端根據配置可以作為服務器端或者客戶端建立與用戶管理服務器的數據連接，用戶管理服務器通過該連接對GPS終端進行監控、管理以及遠程更新系統內核程序。

　　2 GPS終端的設計

　　2.1 硬件設計

　　GPS終端的電路框圖如圖2所示，GPS終端的核心是一塊負責TCP/IP數據傳輸的網絡處理器：IP2022芯片。IP2022是UbiCom公司的高性能網絡處理器，具有100MIPS的處理能力，并專門針對網絡應用進行了優化。在IP2022芯片中集成了兩個全雙工的串化器/解串器(Ser/Des)硬件單元，能直接與各種常用接口相連。這種功能使其能夠實現片內10Base-T以太網、USB以及其它各種快速串行協議。由于擁有Ser/Des硬件單元，IP2022也便于從一種協議轉換到另一種協議，因此比較適合于實現GPS終端。

　　IP2022的軟件模塊包括USB、UART、I2C、SPI以及一個完整的TCP/IP堆棧，它能夠在執行應用程序的同時，提供高速計算、靈活的I/O控制和高效的數據處理功能。

　　在本系統中，主要應用了IP2022的兩個Ser/Des硬件單元以及其TCP/IP協議棧。兩個全雙工的Ser/Des硬件單元經過串口轉換電路(核心為MAX232)轉換成為兩個標準的RS232接口，通過這兩個RS232接口便于與GPS模塊以及GPRS模塊的通信。

　　系統時鐘模塊為硬件系統提供工作所需要的時鐘脈沖，這部分比較簡單，但是需要注意兩個方面。一是晶振的選擇，雖然IP2022也支持無源晶振，但是在實際應用中發現還是有源晶振與IP2022的兼容性好一些，所以在可能的情況下還是選擇有源晶振比較好。二是晶振頻率的選擇，由于串口通信的波特率是對晶振頻率分頻而成，如果晶振頻率選擇不當，在串口通信時會出現亂碼。經試驗和計算所得，4.9152MHz的晶振可以很好的支持多種常用波特率。

　　程序的寫入和調試是通過在線編程接口實現的，IP2022支持在線編程和調試，該部分主要把IP2022的編程接口引出，加以適當的隔離保護，并通過SPI和并口的轉換電路與調試機的并口相連接。

　　在本系統中，內部電壓有兩種，一種是接口設備所需要的3V，另一種是IP2022所需要的2.5V。這兩種電壓是經過電源轉換模塊轉換而成。由于GPRS模塊在數據發送的時候瞬間電流很大，電源轉換模塊也提供了足夠的功率和必要的保護。

　　GPRS數據模塊實現GPRS傳輸的功能，相當于普通的Modem，市面上比較流行的有Motorola的G18在與GPRS數據傳輸模塊通信時，沒有采用直接操縱GPRS數據傳輸模塊接口，而是通過RS232連接，極大的降低了對GPRS數據傳輸模塊的依賴性，用戶可以根據需要，來選定GPRS數據模塊。

　　GPS接收器采用了Motorola公司的M12，M12通過串口與RS232接口單元相連接。