基于GPRS業(yè)務(wù)的GPS手持式信息傳輸系統(tǒng)

利用中國移動開通的gprs業(yè)務(wù)(general packet radio service，通用無線分組業(yè)務(wù))就可以較為圓滿地解決上述問題。當(dāng)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，同時相對于gsm 而言，gprs的成本費(fèi)用是按照數(shù)據(jù)量計(jì)算的，價格低廉。

如今，隨著gps技術(shù)的成熟和中國移動gprs業(yè)務(wù)的推出，已經(jīng)有可能在手持式嵌入式設(shè)備中使用基于gprs的gps信息傳輸系統(tǒng)。本文選用聯(lián)想生產(chǎn)的xpl00 pda作為主機(jī)，并在外部開發(fā)了gps和gprs模塊，從而實(shí)現(xiàn)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(chǎn)的一種gps接收機(jī)。該模塊的外形參見圖1所示。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：

◆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(xié)議：nmea-0183 v3.0；

◆尺寸：25.9×25.9×4.6mm(wlh)；

◆重量：40 g。

遵循nmea協(xié)議的系統(tǒng)功能框圖如圖2所示。該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。其中un8021b是gps接收機(jī)的rf前端處理器，用于接收rf信號，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；而un803lb則是gps接收機(jī)的基帶端處理器，主要用于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法。其算法程序都集成在了flash里。

◆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(jìn)行相應(yīng)的控制。

◇cms91-900/1800模塊

cms9l-900／1800模塊是cellon公司生產(chǎn)的gsm／gprs接收機(jī)，該模塊的外形圖如圖3所示、其主要的技術(shù)指標(biāo)如下：

◆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(tài)機(jī)為核心，同時配合有天線和接收機(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，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l2c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)基本結(jié)構(gòu)

電源部分是關(guān)乎到cms91和itrax02能否正常工作的關(guān)鍵，因此，其芯片選擇必須非常注意。由于itrax02模塊需要兩個獨(dú)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(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，否則會影響接收精度；設(shè)計(jì)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(diào)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(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。設(shè)計(jì)時，在cms91模塊的外圍，通常應(yīng)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。由于cms91模塊和itrax02模塊與主機(jī)的通信都是通過3.3v ttl電平的uart口來實(shí)現(xiàn)的。因此，如果使用筆記本電腦作為主機(jī)端，那么，就必須在串口端加上rs232轉(zhuǎn)換芯片。cms91模塊通過at命令集與主機(jī)進(jìn)行通訊；itrax02模塊則通過nmea-0183協(xié)議與主機(jī)通訊。這些協(xié)議都需要軟件來完成設(shè)置。

開發(fā)方法

本系統(tǒng)使用了聯(lián)想生產(chǎn)的xpl00 pda產(chǎn)品和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。

itrax02支持nmea-0183輸出格式。該協(xié)議信息包括gga位置測定系統(tǒng)的定位資料、gsv導(dǎo)航衛(wèi)星資料、rmc導(dǎo)航衛(wèi)星特定精簡資料、vtg方向及速度等相關(guān)資料。這里以接收gga數(shù)據(jù)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(jīng)12l度00.1536分，格林威治時間為：3點(diǎn)37分44秒

按照本文給出的技術(shù)方案，在掌握必要的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程方法后，再購買相應(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，只要具有兩個以上的串口就可以了)，就可以實(shí)現(xiàn)手持式全球定位通訊系統(tǒng)。如今隨著全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和移動通信技術(shù)的發(fā)展，將gps和gprs結(jié)合在一起，既可實(shí)現(xiàn)定位，同時又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等功能。