采用 GPSOne 技术的个人定位终端系统电路设计

2017-08-18 74 0

目前集定位、监控、报警功能于一体的个人定位系统多采用基于 GPS/GSM(GPRS)技术。虽然全球定位系统 GPS(Global PosiTIoning Sys-tem)可以提供高精度、覆盖全球的定位,但必须保证 GPS 接收机和卫星之间有直射路径,这就使得 GPS 定位系统在建筑物密集的城区和建筑物内部存在盲区。GPSOne 综合了 GPS、CDMAlX(码分多址分组数据交换网络)、GIS(地理信息系统)和互联网技术,是美国高通公司为基于位置业务而开发的定位技术,采用 Client/Server 方式。它将无线辅助 A-GPS 和高级前向链路 AFLT 三角定位技术有机结合,实现高精度、高可用性和较高速度的定位。在 A-GPS 定位技术无法使用的环境中,会自动切换到 AFLT 三角定位技术,确保定位的成功率和精确度。这里基于 GPSOne 模块 DTGS-800 和低功耗单片机 MSP430 设计并实现了具有定位、监控和报警功能的个人定位终端。

为了解决 GPS 在室内和高层建筑密集区难以定位的问题,选用 DTGS-800 GPSOne 模块;为了缩小体积、降低功耗和成本,主控单元 MCU 选用超低功耗的 16 位单片机 MSP430F147,显示器选用 LED。单片机负责控制 GPSOne 模块发起定位请求,接收并解析 CDMA 网络控制中心发送的信息,获取当前的经、纬度及其他信息,并以短信的方式送至控制中心或操作者的手机。主控单元 MCU 如图 2 所示。它包括 MSP430F147,外接高速晶振和低速晶振,在不需要高速处理时,可将高速晶振关闭,只使用低速晶振,以降低功耗;MSP430F147 有 2 个串行异步通信接口(USART),其中一个(DCD、CTS、DTR、RI、RFR/RTS、TXD、RXD 引脚)接口连接 DTGS-800 的 UAR-T1,另一个(URXD0、UTXDO)接口与 PC 机的串口相连,供系统调试使用。nRst、MS、TCK、TDI、TD0 引脚连接 JTAG 插座,用于程序下载和在线调试;keyl 和 key2 引脚分别接“Help”和预留按键。外接的 LED DS3 和 LED DS4 分别用指示电池电量不足和 DTGS-800 与 MSP430 之间的通信;BatTest 用于检测电池电量。

采用 GPSOne 技术的个人定位终端系统电路设计

DTGS-800 模块是定位终端的主体,其内部集成有 GPSOne 器件,采用 GPSOne 解决方案定位;支持机卡分离 RUIM,提供标准 RS-232 数据接口和标准的 AT 命令接口,为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输。该模块可采用外接电源或电池供电,电池供电电压为+4.0V±10%,外接电源供电电压+4.5V±10%,外接电源还能通过模块内部的电源管理器件为电池充电。

采用 GPSOne 技术的个人定位终端系统电路设计

DTGS-800 模块的电路如图 3 所示。其中 DCD、CTS、DTR、RI、RFR/RTS、TXD、RXD 引脚连接 MSP430F147 的 UART1,是 DTGS-800 与 MSP430F147 的通信通道;UIM_DATA、UIM_CLK、UIM_PWR_EN、UIM_RESET 接 UIM 卡;Sgl_SMS、Sgl_IDEL、Sgl_GPS、Sgl_busy、Sgl_Power、Sgl_ch-arge 是系统状态指示信号,分别连接 6 个 LED,用于指示新短信信号、CDMA 网络信号、GPS 信号、CDMA 网络忙、系统上电和电池充电等状态;BatGauge 接电池测试端,用于检测电池温度。UIM 卡是 CDMA 手机的一种智能卡,其功能类似于 GSM 手机中的 SIM 卡。它支持专用的鉴权加密算法和 0TA 技术(0ver The Air),可以通过无线空中接口方式对卡上的数据进行更新和管理。UIM 卡固定在卡座上,通过卡座的 6 个引脚与外部连接,如图 4 所示,其中 UIM_RESET 和 UIM_CLK 需通过 100kΩ电阻下拉,UIM_DATA 需通过 10kΩ电阻上拉。

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