【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模塊采用的芯片組不一樣，性能和價(jià)格也有區(qū)別，采用 SIRF 三代芯片組的 GPS 模塊性能最優(yōu)，價(jià)格也要比采用 MTK 或者 MSTAR 等 GPS 芯片組的貴很多。 GStar89 是一個(gè)高效能、低耗電的智能型衛(wèi)星接收模塊或稱(chēng) 作 衛(wèi)星接收引擎，它采用美國(guó)瑟孚 SiRF star III 公司所設(shè)計(jì)的第三代衛(wèi)星定位接收芯片，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能 [19]。 Gstar GS89 芯片如圖 23 所示， 圖 Gstar GS89 芯片 Gstar GS89 參數(shù)介紹 15 名稱(chēng) 主要參數(shù) 名稱(chēng) 主要參數(shù) 芯片組 SIRF3 定位精度 位置： 10 米圓周誤差（ CEP） 靈敏度 159DB 速度： 小于 515 米 /秒 功耗 搜索時(shí)： 45mA 時(shí)間： 1 微秒 定位后： 35mA 使用范圍 海拔高度： 小于 18000 米 外觀尺寸 (長(zhǎng) ) (寬 ) x3 (高 ) mm 速度： 小于 515 米 /秒 重量 7克 輸出格式 TTL 操作 溫 度 攝氏 – 40176。 C +80176。 C 數(shù)據(jù)輸出(nmea0183) GPGGA, GPGSA, GPGSV, GPRMC, GPVTG,GPGLL可選 . 儲(chǔ)存 溫 度 攝氏 – 45176。 C +85176。 C 地球坐標(biāo)系 WGS84 工作電壓 +/ 5%V（ VDC） 傳輸速率 4800， 9600， 38400可選 衛(wèi)星通道 20 天線連接方式 外接天線 定位資料更新 一秒 備用電池 無(wú) 定位時(shí)間（平均值） 熱啟動(dòng)： 1 秒 模塊連接方式 貼片 暖啟動(dòng)： 38秒 冷啟動(dòng)： 42秒 表 22 Gstar GS89 參數(shù) Gstar GS89 引腳介紹 Gstar GS89的引腳如圖 24 所示。 16 圖 24 Gstar GS89的引腳圖 管腳名稱(chēng) 及其功能介紹 1. VCC_3V3（ 直流電壓輸入 管腳 1） 這是 GPS系統(tǒng)直流電 壓輸入引腳，它為模塊提供 的直流電壓。 2. GND（接地 管腳 2 1016 30）這是模塊的接地引腳 . 3. Boot（啟動(dòng)模式 管腳 3）為編程閃光設(shè)置此管腳為高電平 .VIH:— ,VIL:— 4. RXA(串行端口 A 管腳 4) 這是主要的接收 通道，主要用來(lái)接收來(lái)自SIRF 演示的軟件或者用戶編寫(xiě)的軟件 命令，VIH:— ,VIL:— 。 5. TXA(串行端口 A 管腳 5) 這是輔助的接收器通道，主要用來(lái)將啟用DGPS 導(dǎo)航版輸入差異跟正， VIH:— ,VIL:小于 。 6. RXB(串行端口 B 管腳 6) 這是主要的傳播渠道，主要用來(lái)輸出導(dǎo)航以及 SIRF 提供或者用戶編寫(xiě)的軟件的數(shù)據(jù)， VIH:— ,VIL:小于 。 7. TXB(串行端口 B 管腳 7) 為用戶的應(yīng)用程序（當(dāng)前未使用）VIH:— ,VIL:— 。 17 8. RF_ON(指示射頻部分電壓狀態(tài) 管腳 9) VOH= ,VOL=0V. 9. GPS_RF_IN(GPS 信號(hào)輸入端 管腳 17) 此管腳接收 GPS 信號(hào) ，在 PCB天線之間的 線（或者天線連接器）必須是可控制的連接線（ 微帶在 50Ω @） 10. V_ANT_IN(接收為 活動(dòng)天線的 提供的 偏見(jiàn)電壓 管腳 19) 此管腳是為外部直流電源活動(dòng)保留的天線，如果使用 活動(dòng)天線， 20針必須連接到 19針，如果使用 或者 5V 的有源天線，此 管腳必須連接到 或者 5V 的電源。 如果必須使用外接電源 ，電流 ≦ 100mA 和電壓 ≦ 12V， 11. VCC_RF_OUT(提供天線的偏見(jiàn)電壓 管腳 20) 這個(gè)管腳能夠?yàn)榛顒?dòng)天線提供 @30mA 的直流電源。 12. Reset（重置 管腳 22） 這個(gè)管腳為這個(gè)模塊提供重置電壓，它能夠使這模塊重置并開(kāi)始接收數(shù)據(jù) ，如果不使用，他可能保持打開(kāi)狀態(tài)。 13. PPS(每秒一個(gè)脈沖 管腳 29)在 GPS 同步時(shí)間下 從模塊中提供每秒一個(gè)脈沖 在小電源模式下不可使用 VIH:— ,VIL:— 。 14. V_RTC_3V3(備用電池 管腳 21) 當(dāng)主電流移除時(shí)提供備用電 源的備用電池， 電流小于 10mA， 電壓 。 15. GPIO 在這論文中為用到，不介紹。 [13] . Gstar GS89 的封裝 18 圖 2 5 Gstar GS89 的封裝圖 Gstar GS89 的 PCB 畫(huà)板封裝如圖 25 所示。 . Gstar GS89 應(yīng)用 目前此模塊主要用在 汽車(chē)導(dǎo)航 ， 個(gè)人定位和導(dǎo)航 ， 船用導(dǎo)航 ， 時(shí)間應(yīng)用 。 19 sim300模塊 簡(jiǎn)介 SIM300 是一款三頻段 GSM/GPRS 模塊，可在全球范圍內(nèi)的 EGSM 900MHz、 DCS 1800MHz、 PCS 1900MHz 三種頻率下工作，能夠提供 GPRS 多信道類(lèi)型多達(dá) 10 種 ，并且支持 CS CS CS3 和 CS4 四種 GPRS 編碼方案。 SIM300 結(jié)構(gòu)小巧，外形尺寸僅 40mm*33mm*，幾乎可滿足所有對(duì)產(chǎn)品尺寸有要求的工業(yè)應(yīng)用，比如智能電話，掌上電腦和其他移動(dòng)設(shè)備。模塊與移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備通過(guò)一個(gè) 60 引腳的板板連接器相連，它提供了除了 RF 天線接口的其他所有模塊與開(kāi)發(fā)板的硬件接口。 SIM300 內(nèi)部功能模塊有： 1. 鍵盤(pán)和 SPI 類(lèi)型的 LCD 接口，方便用戶開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用設(shè)備。 2. 具有調(diào)試和數(shù)據(jù)輸出兩個(gè)串口，幫助開(kāi)發(fā)人員更容易開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。 3. 雙音頻通道，包含兩個(gè)麥克風(fēng)輸入和兩個(gè)話筒輸出，可方便的由 AT 指令配置其工作模式 。 SIM300 有兩種 RF 天線接口： 一種是天線連接器、 一種是天線焊點(diǎn)。 天線連接器型號(hào)為 MURATA MM93292700，或者用戶也可以通過(guò)天線焊點(diǎn)自己焊接天線。 SIM300 具有低功耗設(shè)計(jì)，睡眠模式下的電流消耗僅為 。 SIM300 內(nèi)部集成了 TCP/IP 協(xié)議，并且擴(kuò)展了 TCP/IP AT 指令，使用戶利用該模塊開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備變得特別簡(jiǎn)單、方便 [7]。 主要特性 Sim300 的工作特性有以下各方面： 工作電壓 ： 單電壓供電， — 低功耗模式 ： 休眠模式下，工作電流典型值為 工作頻段 ： SIM300 具有三個(gè)頻段： EGSM900（ 900MHz 的 GPS 網(wǎng)絡(luò)） 、DCS1800(1800MHz 數(shù)字蜂窩系統(tǒng) )、 PCS1900。頻段頻率可由 AT指令設(shè)置，默認(rèn)頻段是 EGSM900 和 DCS1800。與 GSM Phase 2/2+20 兼容。 GSM 類(lèi)型 ： 小型移動(dòng)基站（ MS） 發(fā)射功耗 ： 在頻率 EGSM900 CLASS 4 下 2W， 在頻率 DCS1800 和 PCS1900 CLASS 1 下 1W。 GPRS 連接 ： GPRS 多時(shí)隙 10 級(jí) ， GPRS 移動(dòng)電臺(tái) B 級(jí) 工作溫度 ： 正常工作溫度： 22℃ ~+55℃ ， 極限工作溫度： 25℃ ~20℃， +55℃~+70℃ ， 存儲(chǔ)溫度： 40℃ ~+80℃ ， GPRS 數(shù)據(jù)傳輸 ： GPRS 下行數(shù)據(jù)傳輸最大 ， GPRS 上行數(shù)據(jù)傳 輸最大 ，編碼方案： CS1， CS2， CS3， CS4 SIM300 支持 PAP（密碼驗(yàn)證）協(xié)議，此協(xié)議通常用于 PPP 連接 ， SIM300 集成了 TCP/IP 協(xié)議 電路交換數(shù)據(jù)（ CSD） ： 支持分組廣播控制信道（ PBCCH） ， 電路交換數(shù)據(jù)傳輸速率： ， ， ， ，非透明傳輸 ， 支持非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（ USSD） 短消息 ： 支持點(diǎn)到點(diǎn)短消息移動(dòng)發(fā)送和接受、文本、 PDU 模式 短消息存儲(chǔ)于 SIM 卡中 支持 CSD 和 GPRS 模式的短消息發(fā)送，用戶可以根據(jù)自己的需要來(lái)選擇傳輸模式 傳真 ： Group 3 Class 1 SIM 接口 ： 支持 和 3V 兩種類(lèi)型的 SIM 卡 外接天線 ： 通過(guò) 50Ω的天線連接器或天線連接板連接 雙串行通信接口 ： 串口 1 的借口具有 7 根數(shù)據(jù)、狀態(tài)線 串口 1 可以被用作 CSD 傳真、 GPRS 服務(wù)和發(fā)送控制模塊 AT 命令串口 1 可以使用多路復(fù)用功能，但是此時(shí)不能和串口 2 同時(shí)使用可支持的自動(dòng)波特率為： 1200bps~115200bps串口 2 的接口只有 /TXD 和 /RXD 兩根數(shù)據(jù)線，沒(méi)有狀態(tài)和控制線 ， 串口 2 只能用來(lái)傳輸 AT 命令 定時(shí)功能 ： 可以通過(guò) AT 命令編程 物理特征 ： 尺寸： 40177。 33177。 177。 （包括連接器） 40177。 33177。 177。 （不包括連接器） 重量： 8g 固件升級(jí) ： 內(nèi)部固件通過(guò)串口升級(jí) 21 sim300 的 引腳介紹 本論文要用到的 SIM300 的引腳介紹如下所示： SIM300 的管腳圖如圖 2 6 所示 ， SIM300 的實(shí)物圖如圖 2 7 所示 圖 2 6 sim300 管腳圖 圖 27 sim300 的實(shí)物圖 VBAT（管腳 18） ： 板板連接器有八個(gè)電池引腳以連接供電電壓。 SIM300 的工作電壓 VBAT=— ，單電壓供電。供電電壓必須能在典型值上升到 2A 的傳輸脈沖中提供足夠的電流。此八個(gè)引腳一般為電壓引腳。 Vmax= Vmin= Vnorm=。 VRTC（管腳 15）： 當(dāng)電源不給系統(tǒng)供電時(shí)給實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電流輸入。當(dāng)主電源供電且備用電源為低電平狀態(tài)時(shí)給備用電源的電流輸出。 Vmax= Vmin= Vnorm= Inorm=20uA。 VDD_EXT(管腳 17)： 給外部電路供電 。用戶通過(guò)測(cè)試此引腳，可以判斷22 系統(tǒng)的運(yùn)行和 判斷系統(tǒng)的運(yùn)行和 判斷系統(tǒng)的運(yùn)行和 判斷系統(tǒng)的運(yùn)行和關(guān)閉，為低電平時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉，相反，系統(tǒng)運(yùn)行。 Vmax= Vmin= Vnorm= Inorm=60mA。 GND（管腳 914 腳）：數(shù)字接地 PWRKEY（ 34 引腳） ： 系統(tǒng)啟動(dòng)按鍵的電壓輸入。用戶啟動(dòng)和關(guān)閉系統(tǒng)時(shí) PWRKEY 為 低電平。由于系統(tǒng)響應(yīng)軟件需要一定的反應(yīng)時(shí)間，用戶啟動(dòng)或關(guān)閉系統(tǒng)時(shí) 需要按住按鍵幾秒。 VILmax=*VBAT VIHmin=*VBAT VImax=VBAT 1. 音頻引腳 MIC1P（ 53 引腳） MIC1N（ 55 引腳） ：正負(fù)音頻輸入，音頻直流特性。 SPK1P（ 54 引腳） SPK1N（ 56 引腳） ： 正負(fù)音頻輸出 AGND（ 50 引腳） ：模擬接地 2. 串口 1 接口 DTR（ 38 引腳） ： 數(shù)據(jù)終端就緒 RXD （ 40 引腳） ： 接收數(shù)據(jù) TXD （ 42 引腳） ： 發(fā)送數(shù)據(jù) RTS（ 44 引腳） ： 請(qǐng)求發(fā)送 CTS（ 46 引腳） ： 清除發(fā)送 RI（ 48 引腳） ： 響鈴偵測(cè) （ 以 上 串 口 接 口 需 滿 足 ： VILmin=0V VILmax=*VDD_EXT VIHmin=*VDD_EXT VIHmax=VDD_EXT+ VOLmin=GND VOLmax= VOHmin= VOHmax=VDD_EXT） 接口 SIM_VDD（ 19 引腳） ： SIM 卡的電源引腳 / 可由軟件選擇 SIM_I/O（ 21 引腳） : SIM 卡數(shù)據(jù)輸出 SIM_CLK（ 23 引 腳） : SIM 卡時(shí)鐘 SIM_PRESENCE （ 16 引腳） : SIM 卡檢測(cè) SIM_RST（ 25 引腳） : SIM 卡復(fù)位 (16 19 21 13 引腳需滿足以下要求： VILmin=0V VILmax=*SIM_VDD VILmin=*SIM_VDD VIHmax=SIM_VDD+ VOLmin=GND VOLmax= 23 VOHmin= VOHmax=SIM_VDD) 第 三 章 相關(guān)知識(shí)原理 知識(shí)介 紹 GPS 系統(tǒng)介紹 GPS 全球定位系統(tǒng) (Global Position System)是美國(guó)國(guó)防部于 1973 年 11 月24 授權(quán)開(kāi)始研制的海陸空三軍共用的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 GPS 系統(tǒng)自建立以來(lái)在測(cè)量，海空導(dǎo)航，車(chē)輛引行。導(dǎo)彈制導(dǎo)，精密定位，動(dòng)態(tài)觀測(cè)，時(shí)間傳遞，