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        基于GPRS業務的GPS手持式信息傳輸系統

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        作者: 時間:2007-01-26 來源:《電子元器件應用》 收藏
        目前,gps定位信息傳輸系統已經廣泛應用在警車、出租車、火車、長途運輸車以及生產生活的各個領域。但這些cps定位系統的信息傳輸大都是基于手機短信息(即gsm業務的。雖然它已經被廣泛使用,但是這種業務還存在著一定的缺點。事實上,除了費用較高之外,其最大缺點是延遲時間太長,因而可能產牛較大的誤差,甚至可能導致事故的發生。

        利用中國移動開通的gprs業務(general packet radio service,通用無線分組業務)就可以較為圓滿地解決上述問題。當gprs建立可靠的數據鏈路以后,就相當于使用專線直接接入internet網絡,使用可靠的網絡協議進行數據傳輸,保證了數據的穩定可靠和迅捷,同時相對于gsm 而言,gprs的成本費用是按照數據量計算的,價格低廉。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/21001.htm

        如今,隨著gps技術的成熟和中國移動gprs業務的推出,已經有可能在手持式嵌入式設備中使用基于gprs的gps信息傳輸系統。本文選用聯想生產的xpl00 pda作為主機,并在外部開發了gps和gprs模塊,從而實現了gprs/cps/pocketpc功能的三合一。

        典型的gps接收模塊

        ◇itrax02模塊

        itrax02是fastrax公司生產的一種gps接收機。該模塊的外形參見圖1所示。其主要技術指標如下:

        ◆接收機:l1,c/a碼字;

        ◆更新速率:1 hz(可以用戶配置);

        ◆通道:12個;

        ◆電壓:+2.7 v~+3.3 v(對vrf和vbb分開供給電壓);

        ◆功耗:130mw(在2.7 v時);

        ◆遵循的協議:nmea-0183 v3.0;

        ◆尺寸:25.9×25.9×4.6mm(wlh);

        ◆重量:40 g。

        遵循nmea協議的系統功能框圖如圖2所示。該itrax02模塊內部集成了兩塊處理器芯片、一片flash及相應的外圍電路。其中un8021b是gps接收機的rf前端處理器,用于接收rf信號,并進行模數轉換;而un803lb則是gps接收機的基帶端處理器,主要用于實現相應的算法。其算法程序都集成在了flash里。

        同時itrax02模塊還給用戶提供了40個引腳的接口,這些接口主要有以下幾部分:

        ◆串行接口部分:用以傳輸gps數據和主機下發的命令:

        ◆供電接口部分的兩個處理器供電;

        ◆rf輸入部分:天線信號輸入;

        ◆spi接口部分:用以對un8021進行相應的控制。

        ◇cms91-900/1800模塊

        cms9l-900/1800模塊是cellon公司生產的gsm/gprs接收機,該模塊的外形圖如圖3所示、其主要的技術指標如下:

        ◆尺寸:35×35×5mm(lmh);

        ◆重量:10.5g;

        ◆功耗:工作時段時,最大970mw;等待時段時,最大為10.59 mw。

        cms91-900/1800模塊的功能框圖如圖4所示。該模塊以一個基帶狀態機為核心,同時配合有天線和接收機模塊、flash、ram、電源管理模塊、電源切換模塊、sim卡接口模塊、揚聲器和耳機接口模塊、麥克風接口模塊、蜂鳴器模塊、lcd和led接口模塊、背光和鍵盤接口模塊、異步串口、并口、i2c模塊等。同時,該模塊還給用戶提供了一個80引腳的插座,并提供了以下接口:

        ◆雙向異步串口界面;

        ◆雙向l2c界面;

        ◆jtag口;

        ◆sim接口;

        ◆lcd接口;

        ◆耳機和外部揚聲器接口;

        ◆蜂鳴器輸出;

        ◆mic接口;

        ◆電池供電接口和電池充電接口。

        系統基本結構

        電源部分是關乎到cms91和itrax02能否正常工作的關鍵,因此,其芯片選擇必須非常注意。由于itrax02模塊需要兩個獨立的電源來分別給rf級和base級供電(vbb和vrf),故選擇線性電壓調整器件的原則是滿足itrax02模塊的功率要求和紋波要求,itrax02模塊要求電源紋波<0.2mvp-p,否則會影響接收精度;設計時可選擇ti公司的tps77127和analogic tech公司的aat332l等芯片。而通過一個線性電壓調整器什對cms91供電時,為滿足功率要求,可選motorola公司的lm2576。

        圖5是該系統的基本結構圖。設計時,在cms91模塊的外圍,通常應將麥克風、耳機和揚聲器、sim卡都接到相應的cms91的引腳上。由于cms91模塊和itrax02模塊與主機的通信都是通過3.3v ttl電平的uart口來實現的。因此,如果使用筆記本電腦作為主機端,那么,就必須在串口端加上rs232轉換芯片。cms91模塊通過at命令集與主機進行通訊;itrax02模塊則通過nmea-0183協議與主機通訊。這些協議都需要軟件來完成設置。

        選擇天線時,最好選用fastrax公司和cellon公司推薦的天線型號,一般情況下,天線是隨模塊免費贈送的。

        開發方法

        本系統使用了聯想生產的xpl00 pda產品和wince操作系統,開發環境使用embeded visual c++,該開發環境可以開發arm、mips、ppc、sh3、sh4、x86em嵌入式cpu。具體開發方法和編寫visual c++相同。

        itrax02支持nmea-0183輸出格式。該協議信息包括gga位置測定系統的定位資料、gsv導航衛星資料、rmc導航衛星特定精簡資料、vtg方向及速度等相關資料。這里以接收gga數據為例,給出的格式如下:

        $gpgga,hhmmss,dddmm.mmmm,a,dddmm.mmmm,a,x,xx,x.x,x.x,m,,m,x.x,xxxx*cs

        例:$gpgga,033744,2446.5241,n,12100.1536,e,1,10,0.8,133.4,m,,,,*1f

        表1所列是其具體說明。通過表1便可讀出上面例子中的位置信息為:北緯24度46.5241分,西經12l度00.1536分,格林威治時間為:3點37分44秒

        結束語

        按照本文給出的技術方案,在掌握必要的硬件設計和軟件編程方法后,再購買相應的手持式數據終端(可以是pda也可以是其他的嵌入式設備,只要具有兩個以上的串口就可以了),就可以實現手持式全球定位通訊系統。如今隨著全球定位系統、網絡和移動通信技術的發展,將gps和gprs結合在一起,既可實現定位,同時又可以實現遠程控制等功能。




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