目前，GPS定位信息傳輸系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在警車、出租車、火車、長途運(yùn)輸車以及生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。但這些CPS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)。事實(shí)上，除了費(fèi)用較高之外，其最大缺點(diǎn)是延遲時(shí)間太長，因而可能產(chǎn)牛較大的誤差，甚至可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。

    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(shí)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(jià)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：

◆接收機(jī)：L1，C／A碼字；

◆更新速率：1 Hz(可以用戶配置)；

◆通道：12個(gè)；

◆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(shí))；

◆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。

    同時(shí)iTrax02模塊還給用戶提供了40個(gè)引腳的接口，這些接口主要有以下幾部分：

◆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(gè)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：

◆尺寸：35×35×5mm(LMH)；

◆重量：10.5g；

◆功耗：工作時(shí)段時(shí)，最大970mW；等待時(shí)段時(shí)，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(gè)基帶狀態(tài)機(jī)為核心，同時(shí)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(shí)，該模塊還給用戶提供了一個(gè)80引腳的插座，并提供了以下接口：

◆雙向異步串口界面；

◆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(gè)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(shí)可選擇TI公司的TPS77127和ANALOGIC TECH公司的AAT332l等芯片。而通過一個(gè)線性電壓調(diào)整器什對CMS91供電時(shí)，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(shí)，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。

    選擇天線時(shí)，最好選用FastraX公司和CELLon公司推薦的天線型號，一般情況下，天線是隨模塊免費(fèi)贈送的。

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(shí)間為：3點(diǎn)37分44秒

結(jié)束語

    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(gè)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(shí)又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等功能。