2.2 各模塊實(shí)現(xiàn)原理

　　2.2.1 UART模塊實(shí)現(xiàn)原理

　　本系統(tǒng)的UART模塊是在EDK 10.1環(huán)境中開發(fā)完成，利用了開發(fā)環(huán)境所提供的uartns550_v1_00_b驅(qū)動(dòng)程序，該驅(qū)動(dòng)提供了發(fā)送函數(shù)void XuartNs550 SendByte (Xuint32 BaseAddress, Xuint8 Data)和接收函數(shù)unsigned int XuartNs550 RecvByte(Xuint32 BaseAddress)。從而使程序可以通過Uart每次發(fā)送接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

　　2.2.4 經(jīng)緯度提取模塊原理

　　如果設(shè)備和衛(wèi)星的通訊正常，可以接收到如下格式的字符數(shù)據(jù)： $GPRMC,204700,A,3403.868,N,11709.432,W,001.9,336.9,170698,013.6,E*6En。

　　數(shù)據(jù)說明如下：

　　$GPRMC 代表GPS推薦的最短數(shù)據(jù),3403.868 代表緯度值，N表示北緯，S表示南緯;11709.432代表經(jīng)度值，W表示西經(jīng)，E表示東經(jīng)。

　　在接收進(jìn)程receive 中收到“n”之后，表示收到一條完整的信息。系統(tǒng)在void GPS_parse(GPS_INF度 *GPS) 方法中進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析，若信號(hào)有效則提取GPS信號(hào)中的經(jīng)緯度信息。GPS信號(hào)的經(jīng)度緯度是字符串類型，需要轉(zhuǎn)化為double類型。

　　2.2.3 GSM模塊實(shí)現(xiàn)原理

　　GSM控制程序最基本的實(shí)現(xiàn)原理是通過Xuint8 XUartNs550_RecvByte(Xuint32 BaseAddress),void XuartNs550_SendByte uint32 BaseAddress,Xuint8 Data)兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。這兩個(gè)函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送都是阻塞的，該阻塞機(jī)制確保了發(fā)送與接受的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。綜上所述，通過使用這兩個(gè)基本的串口通信函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了FPGA對(duì)GSM模塊的控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)短信息的接收與發(fā)送。AT命令是被廣泛采用的調(diào)制解調(diào)器命令語言，它提供了計(jì)算機(jī)或終端對(duì)調(diào)制解調(diào)器的控制接口。在GSM模塊的應(yīng)用中，AT命令實(shí)現(xiàn)了對(duì)GSM大多數(shù)的操作控制，本系統(tǒng)即使用了AT指令集對(duì)GSM進(jìn)行控制。

　　2.2.4 加密解密模塊實(shí)現(xiàn)原理

　　本系統(tǒng)采用DES加密算法。DES算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也是64位。首先，DES把輸入的64位數(shù)據(jù)塊按位重新組合，并把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位，并進(jìn)行前后置換(輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位，依此類推，最后一位是原來的第7位)，最終由L0輸出左32位，R0輸出右32位，根據(jù)這個(gè)法則經(jīng)過16次迭代運(yùn)算后，得到L16、R16，將此作為輸入，進(jìn)行與初始置換相反的逆置換，即得到密文輸出。本系統(tǒng)對(duì)加密模塊以函數(shù)調(diào)用的方式加以實(shí)現(xiàn)。

　　2.4 軟件流程

　　圖2.3 防盜目標(biāo)終端軟件流程圖

　　圖2.4 尋找指引終端軟件流程圖

　　3 系統(tǒng)測(cè)試

　　本系統(tǒng)基于GPS和GSM技術(shù)在FPGA開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)了追蹤和定位的功能，為了檢測(cè)系統(tǒng)的的功能并找出其中的不足，我們制定了詳細(xì)的測(cè)試方案，并對(duì)不同環(huán)境下系統(tǒng)的性能以及系統(tǒng)的容錯(cuò)性進(jìn)行了測(cè)試，根據(jù)測(cè)試的數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的性能做出了客觀的評(píng)價(jià)，突出展現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)也找出了系統(tǒng)的不足。

　　3.1 系統(tǒng)自測(cè)試方案(部分)

　　考慮到兩個(gè)終端的距離可能會(huì)影響到結(jié)果精確度(因?yàn)榫嚯x較短時(shí)，GPS發(fā)送的兩終端的經(jīng)緯度相差會(huì)很小，進(jìn)而會(huì)造成較大誤差)，所以我們使兩終端的距離在20～7800m范圍內(nèi)變化，測(cè)量不同距離下的距離誤差和方位角度誤差。另外，我們還考慮到終端所在的環(huán)境(如地理環(huán)境、天氣狀況等)可能會(huì)對(duì)GPS以及GSM的工作產(chǎn)生影響，所以我們也在不同的地理環(huán)境以及天氣狀況下對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試。

　　3.2 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果(部分)

　　表3.1 測(cè)試數(shù)據(jù)(部分)