目前,GPS定位信息传输系统已经广泛应用在警车、出租车、火车、长途运输车以及生产生活的各个领域。但这些CPS定位系统的信息传输大都是基于手机短信息(即GSM业务的。虽然它已经被广泛使用,但是这种业务还存在着一定的缺点。事实上,除了费用较高之外,其最大缺点是延迟时间太长,因而可能产牛较大的误差,甚至可能导致事故的发生。
利用中国移动开通的GPRS业务(General Packet Radio Service,通用无线分组业务)就可以较为圆满地解决上述问题。当GPRS建立可靠的数据链路以后,就相当于使用专线直接接入Internet网络,使用可靠的网络协议进行数据传输,保证了数据的稳定可靠和迅捷,同时相对于GSM 而言,GPRS的成本费用是按照数据量计算的,价格低廉。
如今,随着GPS技术的成熟和中国移动GPRS业务的推出,已经有可能在手持式嵌入式设备中使用基于GPRS的GPS信息传输系统。本文选用联想生产的XPl00 PDA作为主机,并在外部开发了GPS和GPRS模块,从而实现了GPRS/CPS/PocketPC功能的三合一。
典型的GPS接收模块
◇ITrax02模块
ITrax02是FastraX公司生产的一种GPS接收机。该模块的外形参见图1所示。其主要技术指标如下:
◆接收机:L1,C/A码字; ◆更新速率:1 Hz(可以用户配置); ◆通道:12个; ◆电压:+2.7 V~+3.3 V(对VRF和VBB分开供给电压); ◆功耗:130mW(在2.7 V时); ◆遵循的协议:NMEA-0183 V3.0; ◆尺寸:25.9×25.9×4.6mm(WLH); ◆重量:40 g。 遵循NMEA协议的系统功能框图如图2所示。该iTrax02模块内部集成了两块处理器芯片、一片flash及相应的外围电路。其中uN8021B是GPS接收机的RF前端处理器,用于接收RF信号,并进行模数转换;而uN803lB则是GPS接收机的基带端处理器,主要用于实现相应的算法。其算法程序都集成在了flash里。
同时iTrax02模块还给用户提供了40个引脚的接口,这些接口主要有以下几部分: ◆串行接口部分:用以传输GPS数据和主机下发的命令: ◆供电接口部分的两个处理器供电; ◆RF输入部分:天线信号输入; ◆SPI接口部分:用以对uN8021进行相应的控制。 ◇CMS91-900/1800模块 CMS9l-900/1800模块是CELLon公司生产的GSM/GPRS接收机,该模块的外形图如图3所示、其主要的技术指标如下:
◆尺寸:35×35×5mm(LMH); ◆重量:10.5g; ◆功耗:工作时段时,最大970mW;等待时段时,最大为10.59 mW。 CMS91-900/1800模块的功能框图如图4所示。该模块以一个基带状态机为核心,同时配合有天线和接收机模块、FLASH、RAM、电源管理模块、电源切换模块、SIM卡接口模块、扬声器和耳机接口模块、麦克风接口模块、蜂鸣器模块、LCD和LED接口模块、背光和键盘接口模块、异步串口、并口、I2C模块等。同时,该模块还给用户提供了一个80引脚的插座,并提供了以下接口:
◆双向异步串口界面; ◆双向l2C界面;
◆JTAG口; ◆SIM接口; ◆LCD接口; ◆耳机和外部扬声器接口; ◆蜂鸣器输出; ◆MIC接口; ◆电池供电接口和电池充电接口。 系统基本结构 电源部分是关乎到CMS91和iTrax02能否正常工作的关键,因此,其芯片选择必须非常注意。由于ITrax02模块需要两个独立的电源来分别给RF级和BASE级供电(VBB和VRF),故选择线性电压调整器件的原则是满足iTrax02模块的功率要求和纹波要求,iTrax02模块要求电源纹波<0.2mVp-p,否则会影响接收精度;设计时可选择TI公司的TPS77127和ANALOGIC TECH公司的AAT332l等芯片。而通过一个线性电压调整器什对CMS91供电时,为满足功率要求,可选Motorola公司的LM2576。 图5是该系统的基本结构图。设计时,在CMS91模块的外围,通常应将麦克风、耳机和扬声器、SIM卡都接到相应的CMS91的引脚上。由于CMS91模块和iTrax02模块与主机的通信都是通过3.3V TTL电平的UART口来实现的。因此,如果使用笔记本电脑作为主机端,那么,就必须在串口端加上RS232转换芯片。CMS91模块通过AT命令集与主机进行通讯;iTrax02模块则通过NMEA-0183协议与主机通讯。这些协议都需要软件来完成设置。
选择天线时,最好选用FastraX公司和CELLon公司推荐的天线型号,一般情况下,天线是随模块免费赠送的。 开发方法 本系统使用了联想生产的XPl00 PDA产品和Wince操作系统,开发环境使用embeded Visual C++,该开发环境可以开发ARM、MIPS、PPC、SH3、SH4、X86em嵌入式CPU。具体开发 | | | | |