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目前，GPS定位信息傳輸系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。警車、出租車、火車、長(zhǎng)途運(yùn)輸車都可以看到它的蹤影。目前存在的這些GPS定位系統(tǒng)的信息傳輸大都是基于手機(jī)短信息，即GSM業(yè)務(wù)的。雖然它已經(jīng)被廣泛使用，但是這種業(yè)務(wù)還存在著一定的缺點(diǎn)：除了費(fèi)用高之外，它的最大的缺點(diǎn)是延遲時(shí)間太長(zhǎng)，這有可能產(chǎn)生較大的誤差，甚至可能導(dǎo)致事故發(fā)生。
利用中國(guó)移動(dòng)開通的GPRS業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)）就可以較為圓滿地解決上述問(wèn)題。GPRS建立可靠的數(shù)據(jù)鏈路以后，就相當(dāng)于使用專線直接接入Internet網(wǎng)絡(luò)，使用可靠的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠和迅捷，同時(shí)相對(duì)于GSM而言，GPRS的成本費(fèi)用是按照數(shù)據(jù)量計(jì)算的，價(jià)格低廉。
如今，隨著GPS技術(shù)的成熟和中國(guó)移動(dòng)GPRS業(yè)務(wù)的推出，使在手持式嵌入式設(shè)備中使用基于GPRS的GPS信息傳輸系統(tǒng)成為可能。本文選用了聯(lián)想生產(chǎn)的XP100 PDA作為主機(jī)，外部開發(fā)了GPS和GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)了GPRS/GPS/PocketPC功能三合一。
ITrax02模塊
ITrax02是FastraX公司生產(chǎn)的GPS接收機(jī)。模塊外觀參見圖1：其技術(shù)指標(biāo)如下：
接收機(jī)：L1，C/A碼字
更新速率：1Hz（可以用戶配置）
通道：12個(gè)
電壓：+2.7V―+3.3V（對(duì)VRF和VBB分開供給電壓）
功耗：130mW@2.7V
遵循的協(xié)議：NMEA-0183 V3.0.
尺寸：25.9 25.9 4.6mm（W L H）
重量：4g
選用它基于以下特點(diǎn)：
尺寸大小適合手持；
功耗相當(dāng)?shù)停?br />
遵循NMEA協(xié)議。其功能框圖見圖2，iTrax02模塊內(nèi)部集成了兩塊處理器芯片、一片flash及相應(yīng)的外圍電路。uN8021B，GPS接收機(jī)RF 前端處理器，接收RF信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；uN8031B GPS接收機(jī)基帶端處理器，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法。相關(guān)的算法實(shí)現(xiàn)程序都集成在了flash里。
同時(shí)iTrax02模塊給用戶提供了40個(gè)引腳的接口，這些接口主要有：
串行接口部分：用以傳輸GPS數(shù)據(jù)和主機(jī)下發(fā)的命令
供電接口部分：VBB和VRF，為iTrax02的兩個(gè)處 理器供電
RF輸入部分： 天線信號(hào)輸入
SPI接口部分：用以對(duì)uN8021進(jìn)行相應(yīng)的控制
CMS91-900/1800模塊：
CMS91-900/1800模塊是CELLon公司生產(chǎn)的GSM/GPRS接收機(jī)
該模塊外觀參見圖3：
該模塊主要的技術(shù)指標(biāo)：
尺寸：35 35 5mm （L M H）
重量：10.5g
功耗：max:970mW (Talking Time) max:10.59mW(Standby Time)
其功能框圖參見圖4：
該模塊以一個(gè)基帶的狀態(tài)機(jī)為核心，配合了天線和接收機(jī)模塊、FLASH、RAM、電源管理模塊、電源切換模塊、SIM卡接口模塊、揚(yáng)聲器和耳機(jī)接口模塊、麥克風(fēng)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(shí)，該模塊給用戶提供了一個(gè)80引腳的插座，提供了以下接口：
雙向異步串口界面
雙向I2C界面
JTAG口
SIM接口
LCD接口
耳機(jī)和外部揚(yáng)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(tǒng)構(gòu)成
電源部分：
電源部分是關(guān)乎到CMS91和iTrax02能否正常工作的關(guān)鍵， 選擇芯片必須非常注意。
a.PDA設(shè)備為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，同時(shí)也可以提供外部的電 源接口，使用隨身攜帶的蓄電池。
b.iTrax02模塊需要兩個(gè)獨(dú)立的電源分別給RF級(jí)和BASE級(jí) 供電（VBB和VRF），選擇線形電壓調(diào)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，否則可能會(huì)嚴(yán)重影響接收精度；這里選擇了TI公司的Tps77127和ANALOGIC TECH公司的Aat3321。
c.通過(guò)一個(gè)線形電壓調(diào)整器件對(duì)CMS91供電，為了滿足功率要求，這里選擇了Motorola公司的LM2576。
CMS91外圍模塊：將麥克風(fēng)、耳機(jī)和揚(yáng)聲器、SIM卡都接到相應(yīng)的CMS91的引腳上去。
UART口：CMS91模塊和iTrax02模塊與主機(jī) 的通信都是通過(guò)3.3V TTL 電平的UART口。PDA對(duì)應(yīng)的串口一般也都是3.3V的，否則需 要加電平轉(zhuǎn)換芯片。例如，如果使用筆記本電腦作為主機(jī)端，必須在串口端加上RS232 轉(zhuǎn)換芯片。CMS91模塊通過(guò)AT命令集與主機(jī)進(jìn)行通訊；iTrax02模塊通 過(guò)NMEA 0183協(xié)議 與主機(jī)通訊。這些協(xié)議都是需要軟件完成的。
天線選擇：強(qiáng)烈建議選用FastraX公司和CELLon公司推薦的天線型號(hào)，一般天線是免費(fèi)贈(zèng)送的。
開發(fā)方法
本系統(tǒng)使用了聯(lián)想生產(chǎn)的XP100 PDA產(chǎn)品，Wince操作系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境使用embeded Visual C++，該開發(fā)環(huán)境可以開發(fā)ARM、MIPS、PPC、SH3、SH4、X86em嵌入式CPU。具體開發(fā)方法和編寫Visual C++相同。
模塊數(shù)據(jù)格式
GPS數(shù)據(jù)格式
iTrax02支持NMEA-0183輸出格式。該協(xié)議信息如下：
GGA位置測(cè)定系統(tǒng)定位資料
GSV 導(dǎo)航衛(wèi)星資料
RMC導(dǎo)航衛(wèi)星特定精簡(jiǎn)資料
VTG 方向及速度等相關(guān)資料
由于文章篇幅問(wèn)題，筆者在這里只以接收GGA數(shù)據(jù)為例，
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 說(shuō)明見表1
從上面的例子中，我們可讀出位置信息：北緯24度46.5241分，西經(jīng)121度00.1536分格林威治時(shí)間：3點(diǎn)37分44秒
CMS91-900/1800命令格式
可以參考標(biāo)準(zhǔn)的V.25ter AT命令集格式編寫串口程序，這里不再贅述。
結(jié)束語(yǔ)
按照本文給出的技術(shù)方案，掌握必要的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程方法，購(gòu)買相應(yīng)的手持式數(shù)據(jù)終端（可以是PDA也可以是其他的嵌入式設(shè)備，只要具有兩個(gè)以上的串口就可以了），就可以實(shí)現(xiàn)手持式的全球定位通訊系統(tǒng)。如今隨著全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信的發(fā)展，將GPS和GPRS結(jié)合在一起，既實(shí)現(xiàn)了定位，同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制。
