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时间:2018-11-14
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1、商用低成本低功耗GPS手持机开发 [摘要]目前GPS手持机、车载导航仪功能齐全,定位精度高,响应速度快,但GPS手持机普遍存在功耗大、待机时间短、成本高的问题。本研究利用AT89S52作为控制芯片,采用天宝新型LassenSQGPS模块设计GPS手持机,较好地实现了商用低成本低功耗GPS手持机开发工作。 [关键词]商用GPS手持机低成本低功耗 一、引言 随着科技的日益发展,导航技术的应用也越来越广泛,对导航精度、快速性的要求也日益提高。在导航定位领 域,有几种典型的系统,如早期的子午仪卫星导航系统、GPS全球卫星定位系统以及我国的北斗双星
2、导航系统等。北斗双星导航系统应用时还需要提供其他数据,比较烦琐,因此目前多数导航定位机采用了美国的GPS系统。 GPS是美国全球卫星定位系统的简称,它由主控站、空间部分和用户装置三部分组成。其中主控站负责管理、协调整个控制系统的工作;空间部分由24颗卫星组成;用户装置部分主要由GPS接收机和天线组成。 GPS基本工作原理是在离地面1万2千公里的高空上有24颗GPS卫星,以12小时的周期环绕地球运行,使得地面上的任何一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,就可以得到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,用三颗卫星就可
3、以组成三个方程,解出观测点的位置(X,Y,Z),考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和时差,因而需要引入第4颗卫星,形成四个方程式进行求解,从而得到观测点的经度、纬度和高度。这就是GPS卫星系统实现定位的基本原理。目前GPS手持机、车载导航仪等功能齐全,定位精度高,响应速度快,但市场上出售的GPS手持机存在价格高、功耗大、待机时间短的问题,因此进行商用低成本、低功耗、便携式GPS手持机的研究开发非常有意义。 二、硬件设计 将GPS手持机分为五大部分:GPS接收部分(GPS模块和天线)、控制器、显示器、键盘部分、
4、电源。 GPS模块采用体积小、低功耗的天宝新型LassenSQGPS模块(体积为26mmx26mmx6mm)。天宝新型LassenIQGPS模块是惟一采用三个普通的标准协议而体积仅相当于邮票大小的GPS产品,所用协议为TSIP、TAIP(天宝标准界面协议)和NMEA0183协议。模块置于一个金属外壳内以便于携带,该外壳起了保护和屏蔽的作用。设置GPS模块采用NMEA0183V3.0协议,波特率为4800bps。并采用天宝紧凑型无封装天线(略大于GPS模块),标准电压3.3V,两者总功耗不大于133m. 四、总结 该GPS手持机按键少,将单片机
5、的几个引脚接上拉电阻后直接作为键盘输入,舍去了一部分软硬件的开销。选用低功耗、体积小的GPS模块、天线、单片机、液晶显示器,简化电路,很好地实现低功耗、低成本的要求。 参考文献: [1]孙育才王荣兴孙华芳:《ATMEL新型AT89S52系列单片机及其应用》.清华大学出版社,2005版 [2]李明峰冯宝红刘三枝:《GPS定位技术及其应用》.国防工业出版社,2006版
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