Asset Tracker定位器

　　前言

Asset Tracker是一种功耗极低的单元，可以借助一片GPS接收机来监测自身的位置，然后记录该信息并通过一个GSM 无线调制解调器将其报告给中控机位。

该产品可以控制内部所有部件的供电。这一功能以及由eCOG1k微控制器所实现的极低功耗模式，能共同保证该产品具有低得惊人的空闲功耗。

　　硬件概览

Asset Tracker参考设计包含如下的硬件：

·eCOG1k 低功耗微控制器

·1Mbyte静态RAM

·1Mbyte闪存ROM

·64kbyte I2C串行EEPROM

·Fastrax iTrax 0302 GPS模块

·Sony Ericsson GR47 GPRS 无线调制解调器和SIM卡座

·RS232串行接口

·电池电源稳压器

　　产品说明

　　eCOG1k 微控制器

eCOG1k微控制器构成了该产品的核心。它可以控制产品中的所有其他模块，因此能将功耗要求降至最低。

　　RAM

RAM的容量为1Mbyte，由2个4Mbit的器件组成，为eCOS1k提供了512k×16bit的接口。这用作一个32kbyte的存储区，用于保存程序变量并提供一个用作数据记录器的分页的区域。

　　闪存ROM

闪存ROM的容量为1Mbyte，采用了ST的M29W800DT 8Mbit器件。这提供了到eCOG1的512k×16bit接口。

　　串行EEROM

512kbit的I2C串行接口EEPROM，为软件应用提供了64kbyte的非易失性存储。

　　Fastrax GPS模块

iTrax 0302模块依靠3.3V电源工作，因此无需电平平移。它需要两种电源，一路用于数字核，一路用于RF核。电源由两个线性稳压器提供，而这些稳压器的输入是非稳压的电池电压。这些器件的使能信号由eCOG1来提供，这样GPS模块在不需要使用的时候可以被关闭，从而实现节电。

iTrax0302模块提供了位置信息。它通过两条串行接口连接到eCOG1k。一条串行接口采用了UARTB，另一条通过一对GPIO引脚和2个定时器来实现。一个串行端口(连接到UARTB)执行Fastrax的内部专有的iTalk协议，而另一条则是标准的NMEA接口。

　　Sony Ericsson GR47 GPRS模块和SIM卡

这是一种双频段(900/1800MHz)模块，可以提供一条从该产品返回中控服务器的数据连接，以便记录下该产品的位置和状态。它通过一条串行接口连接到eCOG1k，可通过AT指令集来控制。eCOG1k可以控制对GPRS模块的供电，因此可完全关闭对该模块的供电。GPRS模块直接连接到一片SIM卡上，该卡包含用户在蜂窝网络里的相关信息。

　　RS232接口

RS232接口可以为应用提供RS232电平的调试接口。RS232收发器可以向eCOG1k发送一路信号，指示接收器处存在一个有效的信号电平。这可以在PC建立串联连接时用来唤醒eCOG1k。

　　电源

该产品由单个Varta PoLiFlex电池供电。3.3V电源则通过一个由电池驱动的低压降线性稳压器来提供。

　　软件概览

Asset Tracker的基准设计包含如下的软件：

·调制解调器控制软件，包括建立GPRS会话和发送SMS文本信息功能。

·GPS控制软件，包括用当前数据和时间来对模块进行初始化从而缩短首次定位时间的能力。

·用于在RAM中记录事件和数据的数据记录器。

·命令行串行接口。

·用于从I2C串行EEPROM存储和检索配置数据的配置管理。

·演示应用，用于展示所用的部件如何协调工作。

　　应用软件

该应用由多个状态机组成，这些状态机用于控制系统的特定功能。这些状态机均由主程序循环以一定的间隔服务，如果它们处于空闲状态，则程序让eCOG1k休眠以节省电力。

　　主程序循环

这是在启动和初始化代码执行后运行的主程序循环。它顺次调用每一个管理功能，如果它们都处于空闲状态的话就执行电源管理功能。

RS232收发器可以检测出与PC的连接的存在，这用于防止eCOG1k在空闲时完全进入休眠状态。此外，当eCOG1k休眠时，RS232到PC的连接可以将其唤醒，进入低功耗模式。低功耗模式将使用一个更快的CPU时钟(2.5MHz，而不是16kHz)以便让通信线的接口的响应可以令人接受。

长时间间隔定时器用来定期唤醒eCOG1k(间隔定义值可以从数秒一直到数天，目前是2分钟)，这将让状态机执行周期性的任务。

　　调制解调器的管理

这包含了3个状态机，分别用于控制调制解调器的电源和网络注册，GPRS调制解调器的管理以及SMS信息的发送。

　　GPS管理

这包含了两种状态机，用于控制GPS的电源，然后分析来自于GPS模块的NMEA数据，以确定当前的位置。

　　数据记录器管理

这包含了一个周期性处理，由系统的分钟级定时器定期向数据记录器区内存打印时间印记，并且包含了一个控制通过RS232接口来下载所存储的数据的状态机。

　　典型的功耗

该产品依靠单个锂聚合物电池的单电源供电。该电源经过一个低压降、低静态电流线性稳压器稳压后