电子信息工程专业课程设计报告

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1、淮南师范学院电气信息工程学院2015届电子信息工程专业课程设计报告成绩课程论文题目：基于stm32的GPS定位学生姓名：学生学号：系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程年级：2011级任课教师：电气信息工程学院制2014年6月第12页淮南师范学院电气信息工程学院2015届电子信息工程专业课程设计报告目录1引言22任务与要求22.1GPS定位系统特点简介22.2stm32处理器的介绍32.3方案论证33GPS定位的基本原理43.1GPS定位的基本概念43.2GPS模块电路图44电子电路的设计方法54.1设计流

2、程图54.2GPS定位系统实物图55总结65.1设计小结65.2收获体会76参考文献77附录77.1程序代码77.2器件清单11第12页淮南师范学院电气信息工程学院2015届电子信息工程专业课程设计报告基于stm32的GPS定位系统学生：任课教师：电气信息工程学院电子信息工程专业摘要：全球定位系统（英语：GlobalPositioningSystem，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美

3、国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。关键词:GPS定位卫星精确度1引言　GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地

4、球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此，美国海军研究实验室提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000公里高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原

5、子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。2任务与要求2.1GPS定位系统特点简介第12页淮南师范学院电气信息工程学院2015届电子信息工程专业课程设计报告全天候，不易受任何天气的影响，全球覆盖（高达98%），三维定点定速定时高精度，测站间无需通视，快速、省时、高效率，应用广泛、多功能，可移动定位。2.2stm32处理器的介绍STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本

6、型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。2.3方案论证目前利用ZigBee技术实现定位功能有基于测距技术和非测距技术，基于非测距技术的定位算法主要有：质心法，凸规划定位算法；距

7、离矢量跳数的算法；基于测距技术的定位算法主要有TOA、AOA、TDOA和RSSI。RSSI(reeeivesignalstrengthindieator)表示信号强度指示，是真实的接收信号强度与最优接收功率等级间的差值。LQI(1inkqualityindieator)是链路质量指示,表征接收数据帧的能量与质量。LQI值越大说明链路质量越好。RSSI值和LQI值在zigbee收发模块每接收一个数据帧时都可以得到。及时反映信号强度变化和受到干扰变化LQI的动态范围比RSSI大,有更高的分辨率。无线信号传输中普遍

8、采用的理论模型－Shadowing模型，如式（1）：[Pr(d)]dBm=[Pr(d0)]dBm-10nlg(d/d0)+XdBm　　(1)在本系统实际的应用中，使用简化了的Shadowing模型，如式（2）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)n:信号传播常量，也称作信号传播系数，单位：dBm/md:到信号源的距离，单位：mA:距离信号源1m处接收信号强度，单位：dBm第12页淮南师范学院电