【文章內(nèi)容簡介】 隨身平板電腦 18 性能指標(biāo) 三頻 900MHz， 2 瓦和 1800amp。1900MHz1 瓦 功率輸出 GSM功率級別 19 至 5,5dBm 至 33dBm ETSI DCS功率級別 15 至 0,0dBm 至 30dBm ETSI PCS功率級別 15 至 0,0dBm 至 30dBm FCC SIM 卡讀卡器 內(nèi)置讀卡器 3/5V SIM 外置 本地接口 3/5V SIM 外置 運(yùn)程接口 (DSC 接口 )僅 5 伏 接口 9 針 RS232 串行異步：全流控制， 3V 邏輯電平（ DCE 流向） 數(shù)據(jù)傳輸 RS232:= ,自動檢測設(shè)置最高 可達(dá) CSD 模式 :空中傳輸速率依賴于網(wǎng)絡(luò) ,最大 . GPRS 模式 :空中傳輸速率依賴天編碼方式 (CS1CS4),但不大于 . 硬件加密加速 GEA1amp。2 B) 無線局域網(wǎng) 技術(shù)背景 無線局域網(wǎng)，也被稱為 WLAN。 WLAN 是利用無線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、隨身平板電腦 19 話音和視頻信號。作為傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案或延伸，無線局域網(wǎng)把個(gè)人從辦公桌邊解放了出來，使他們可以隨時(shí)隨地獲取信息，提高了員工的辦公效率。此外， WLAN 還有其它一些優(yōu)點(diǎn)。它能夠方便地實(shí)施聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因?yàn)閃LAN 可以便捷、迅速地接納新加入的雇員，而不必對網(wǎng)絡(luò)的用戶管理配置進(jìn)行過多的變動。 WLAN 還可以在有線網(wǎng)絡(luò)布線困難的地方比較容易實(shí)施，使用WLAN 方案，則不必再實(shí)施打孔敷線作業(yè)，因而不會對建筑設(shè)施造成任何損害。 WLAN 在技術(shù)上也已經(jīng)成熟，特別是去年 11 月 15 日，美國 IEEE 批準(zhǔn)了一項(xiàng)新技術(shù) 。該技術(shù)可以提升家庭、公司和公共場所的無線互聯(lián)網(wǎng)接入速度，使無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá) 54 Mbps ，比現(xiàn)在通用的 快出 5 倍，并且和 兼容。而目前國內(nèi)國際上采用的無線局域網(wǎng)技術(shù) 主要是由思科、 3Com、 Promix 、英特爾和杰爾公司共同創(chuàng)立的 標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為 11 Mbps 。 標(biāo)準(zhǔn)和 標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)槎荚? GHz 頻率范圍內(nèi)，所以是兼容的。 原先影響 WLAN 市場化的主要原因 ——投資，隨著 WLAN 設(shè)備價(jià)格不斷下降，市場化的速度加快。最近的一次調(diào)查顯示，通過實(shí)施 WLAN，用戶規(guī)模平均在 300 點(diǎn)的企業(yè)可以節(jié)省下來的聯(lián)網(wǎng)成本高達(dá) 490 萬美元。由于辦公效率提高帶來的成本降低、辦公機(jī)構(gòu)的精簡以及由此增加的額外收入與利潤抵銷了對網(wǎng)絡(luò)的最初投資， 用戶可以期待在一年之內(nèi)收回他們在無線局域網(wǎng)解決方案上面的投資。 在國內(nèi)，信息產(chǎn)業(yè)部最近發(fā)出通知，放開 GHz 頻段作為無線上網(wǎng)頻段，無線局域網(wǎng)在 GHZ 和 GHZ 兩個(gè)頻段都可以用做無線局域上網(wǎng)頻段。一時(shí)間，中國電信推出 ―天翼通 ‖；網(wǎng)通聯(lián)合聯(lián)想及英特爾力推無線局域網(wǎng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；而移動運(yùn)營商也看中 WLAN 的發(fā)展，中國移動即將推出 GPRS + 隨身平板電腦 20 WLAN 捆綁方案，中國聯(lián)通也正在考慮用 CDMA 1X + WLAN 的方式為集團(tuán)用戶提供無線接入互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。 所以，目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境已經(jīng)日趨成熟 。信息設(shè)備只需要具備無線接入的能力，就可以不受空間的限制而自由上網(wǎng)。作為無線平板電腦更應(yīng)該具備無線接入的功能，以體現(xiàn)“隨身”的特點(diǎn)。 技術(shù)方案 平板電腦的無線局域網(wǎng)模塊采用整合方案。計(jì)劃采用 InterSil 公司的PRISM 芯片組。該芯片組 符合 IEEE39。s 標(biāo)準(zhǔn)，有高達(dá) 11Mbps 的數(shù)據(jù)率。該 WLAN 芯片組采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和處理技術(shù)，功耗低、設(shè)計(jì)復(fù)雜性低、系統(tǒng)總費(fèi)用低 ， 適用于微小型 PCI、 USB 或小體積閃存等要求小尺寸和嵌入式WLAN 應(yīng)用 。 該方案由 5 片芯片組成。其中 ISL3984 是信號放大器， ISL3685 半雙工RF/IF 收發(fā)器， ISL3783全積分半雙工無線應(yīng)用 SiGe 基帶轉(zhuǎn)換器 ， ISL3873B是集成基帶處理的 MAC 控制器， ISL3183是單片集成 VCO。 系統(tǒng)模塊框圖如下圖所示。 隨身平板電腦 21 技術(shù)指標(biāo) 頻寬 2400— 可選信道數(shù)量 （ ETS） — 13 調(diào)制技術(shù) 直接序列調(diào)制擴(kuò) 頻傳輸技術(shù) 擴(kuò)展 11位 Barker 序列 誤碼率 優(yōu)于 108 介質(zhì)訪問協(xié)議 CSMA/CA with ACK 界面 PC 卡 II 型的申延 數(shù)據(jù)傳輸速率 2Mbit/s ，自動速率選擇功能 覆蓋距離 室外為 300 米 室內(nèi)為 100 米 接收靈感度 90dBm 93dBm 擴(kuò)展延遲 400ns 500ns 輸出功率 15dBm 隨身平板電腦 22 操作溫度 0oC—40oC 最高濕度 95% 標(biāo)準(zhǔn) C) GPS 擴(kuò)展模塊 技術(shù)背景 在 全球定位系統(tǒng) 出現(xiàn)之前，遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無線導(dǎo)航 系統(tǒng)。但是，無線導(dǎo)航系統(tǒng)覆蓋的工作區(qū)域小，電波傳播受大氣影響，定位精度不高。 本世紀(jì) 70 年代 ， 美國開始研制全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System GPS） ，歷時(shí) 20 年，耗資 200 億美元，于 1994 年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 GPS 衛(wèi)星信號是一種十分重要的全世界可共享的信息源， GPS 信息可以提供精確的定位、定時(shí)和校頻， GPS 時(shí)間同步技術(shù)在國際時(shí)間頻率的協(xié)調(diào)、新型時(shí)頻計(jì)量傳遞系統(tǒng)建立、數(shù)字通信系統(tǒng)、電力和供電系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸系 統(tǒng)以及許多其他領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。 而且， 隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)， 軟 硬件的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域 也 正在不斷地開拓 。 目前 ， GPS 已遍及 國家機(jī)構(gòu)的 各 個(gè) 部門，并開始逐步深入人們的日常生活 。 GPS 由三個(gè)獨(dú)立的部分組成： ● 空間部分： 21 顆工作衛(wèi)星， 3 顆備用衛(wèi)星。 ● 地面支撐系統(tǒng)： 1 個(gè)主控站， 3 個(gè)注入站， 5 個(gè)監(jiān)測站。 ● 用戶設(shè)備部分：接收 GPS 衛(wèi)星發(fā)射信號，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，完成導(dǎo)航和定位工作。 技術(shù)方案 隨身平板電腦 23 GPS 的基本定位原理是衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信 息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運(yùn)動速度和時(shí)間信息。目前 GPS 系統(tǒng)提供的定位精度是優(yōu)于 10 米，而為得到更高的定位精度，我們采用差分 GPS 技術(shù)：將一臺 GPS 接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)將這一數(shù)據(jù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行 GPS 觀測的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的改正數(shù)，并對其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。 我們開發(fā)的 GPS 模塊是基于摩托羅拉的 M12 模塊的基礎(chǔ)上研發(fā)出適合在無線平板型隨身電腦上應(yīng)用的 GPS 通訊產(chǎn)品。同樣，利 用“模塊式應(yīng)用擴(kuò)展”的技術(shù)在“隨身平板電腦”實(shí)現(xiàn) GPS 終端設(shè)備。在模塊上集成 GPS 硬件模塊，驅(qū)動程序。 工作原理如下圖所示，我們需要進(jìn)行以下工作： ? 研發(fā)硬件 GPS 模塊； ? 開發(fā)模塊式擴(kuò)展驅(qū)動程序； ? 開發(fā)應(yīng)用軟件； ? DSP 及 MCU 軟件編程。 ? 平板電腦嵌入式系統(tǒng)上的 GPS 應(yīng)用編程。 隨身平板電腦 24 具體電路實(shí)現(xiàn)框圖如下： M12 接收器并行通道擴(kuò)展為 12 個(gè)，擁有更低的成本和更小的尺寸，新型M12 接收器外形尺寸小到 406010mm 它提高了在城市中抗樹陰和樓群遮擋的性能。 M12 擁有全 GPS 行業(yè)內(nèi)最快的初次定位時(shí)間 TTFF 和重捕獲衛(wèi)星的時(shí)間。 M12 接收器最大限度的建立在 MOTOROLA 公司善長的完整的無線電頻摩托羅拉M12 模塊 MCU RAM FLASH 數(shù)據(jù)輸出 接平板電腦 天線 隨身平板電腦 25 電路基礎(chǔ)上， MRFTC1504，基于 MMC20xx 的 32 位 RTSC 控制器 MCORE，有極低的功耗。 M12 接收器提供 至 伏的電壓，包括支持逆向差分的能力。為了獲得更高的精度，通過設(shè)置中心基站的方法來改良定位效果。此外，還包括 RTCM 差分 GPS 支持， NAEA 0183 輸出，雙通訊串口，可控速度濾波器和一個(gè)天線檢測回路。 我們通過 MCU 對 M12 的控制來實(shí)現(xiàn) M12 與平板電腦的通訊。此外， GPS的驅(qū)動程序集成在 MCU 所控制的 FLASH 中，方便了操作系統(tǒng)的模塊驅(qū)動的安裝與調(diào)用。 性能特點(diǎn) ? 預(yù)測衛(wèi)星軌道，靈敏接收 GPS 信號，快速定位。 ? 提供全球通用坐標(biāo)系數(shù)值（經(jīng)度 /緯度），單位精確到秒，用戶也可選用其他坐標(biāo)系。 ? 四種定位模式可選：分次定位，快速定位，自動定位，持續(xù)定位 ? 可事先定義目的地及航點(diǎn)，或從數(shù)據(jù)庫中選擇， ? 提供實(shí)時(shí)位置和速度信息，提供到達(dá)終點(diǎn)和各航點(diǎn)的方向和距離，預(yù)測到達(dá)所需時(shí)間。 ? 簡單顯示運(yùn)動軌跡，顯示所需各點(diǎn)的方位圖。 隨身平板電腦 26 性能指標(biāo) 基本特征 接收器結(jié)構(gòu) 12 個(gè)并行通道 L11575,42MHZ C/A 碼（ 碼片速率） 載碼 +載波跟蹤（輔助跟蹤） 跟蹤能力 同時(shí)跟蹤 12 顆衛(wèi)星 性能特點(diǎn) 動態(tài)性能 速度： 515 米 /秒（ 1000knots），高度低于18000 米時(shí)，大于 515 米 /秒 加速度： 4g 顛簸： 5 米 /秒 振動： 捕獲時(shí)間 TTFF 典型值＜ 15 秒（當(dāng)擁有當(dāng)前的天歷、位置、時(shí)間和星歷數(shù)據(jù)時(shí)） 首次定位時(shí)間， TTFF TTFF 典型值＜ 40 秒（當(dāng)擁有當(dāng)前的天歷，位置和時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)） 數(shù)據(jù)更新率 ＜ 秒 定位精度 ＜ 15 米 RMS 定時(shí)精度（ 1PPS） ＜ 500ns 串行通訊 輸出信息 緯度，經(jīng)度，高度，速度，航向，時(shí)間 傳輸率 9600 波特率 功耗 模塊式應(yīng)用擴(kuò)展 目的： 目前的筆記本電腦和臺式電腦，如果要增加硬件，或者與硬件配合應(yīng)用，隨身平板電腦 27 必須首先要安裝硬件設(shè)備，然后安裝相應(yīng)操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序，接著安裝相應(yīng)的應(yīng)用軟件。安裝的過程可能還需要重新啟動計(jì)算機(jī)。最后才能使用 。這一過程不僅緩慢，而且復(fù)雜，稍有不慎，就有可能造成系統(tǒng)破壞，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于專業(yè)人員來說是如此，那么對于普通的用戶來說，這一個(gè)安裝過程就更加復(fù)雜，更加困難。同時(shí)，在安裝完軟件之后，如果不再使用，還需要卸載程序，如果不卸載，不僅浪費(fèi)了空間，而且也會造成系統(tǒng)過于龐大，難以維護(hù)，速度降低等惡劣后果，并沒有達(dá)到真正的“即插即用”。 對于我們的“隨身平板電腦”來說，由于要做到應(yīng)用的多樣性，以滿足不同人群的使用。同時(shí)，因?yàn)槭芟抻谒捏w積和成本考慮，不能將多種硬件和應(yīng)用程序在出廠時(shí)都集成在一起，所以在用戶購買之后 ，必然會有軟硬件的安裝過程。如何才能使用戶能夠方便安全地滿足自己的應(yīng)用？我們根據(jù)對目前操作系統(tǒng)的分析，決定開發(fā)“模塊式應(yīng)用擴(kuò)展”技術(shù)方案。 技術(shù)描述： “模塊式應(yīng)用擴(kuò)展”技術(shù)的原理可以由下圖來描述。 隨身平板電腦 28 這個(gè)系統(tǒng)的核心是操作系統(tǒng)部分。這個(gè)部分只包括基本的操作系統(tǒng)內(nèi)核功能，如進(jìn)程管理，內(nèi)存管理、文件管理等等，還包括一些最基本的接口支持，如 USB、串口、 PCMCIA，以及對應(yīng)用擴(kuò)展接口的支持。而對于其他設(shè)備的支持則不包括在內(nèi)。由于操作系統(tǒng)所需 要支持的硬件和應(yīng)用減少了，任務(wù)也減少了，所以操作系統(tǒng)可以變得很小，這樣可以減少操作系統(tǒng)出錯(cuò)的機(jī)會，大大增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時(shí)，小系統(tǒng)還便于使用高可靠性但價(jià)格較貴的部件來裝載，如 Disk On Chip， Flash Memory，由于這些設(shè)備與硬盤不同，可以設(shè)置為只讀，所以可以避免病毒及其他人為的破壞，同樣增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 應(yīng)用擴(kuò)展模塊是一個(gè)應(yīng)用的整體。它包括應(yīng)用所需要的硬件、驅(qū)動程序、應(yīng)用軟件。應(yīng)用擴(kuò)展模塊是一個(gè)類似于 PCMCIA 卡或 USB 外設(shè)的形式，它通過應(yīng)用擴(kuò)展接口與系統(tǒng)連接。當(dāng)模塊插到系統(tǒng)中時(shí)，操 作系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)增加了硬件，然后根據(jù)事先定義的規(guī)范自動進(jìn)行操作。操作包括從應(yīng)用擴(kuò)展模塊讀入模塊的驅(qū)動程序，加載驅(qū)動程序；從應(yīng)用擴(kuò)展模塊定位應(yīng)用程序并顯示在系統(tǒng)應(yīng)用程序中，以便用戶調(diào)用。這樣，省掉了安裝過程，加載過程由系統(tǒng)自動完成。對于用戶，需要做的僅僅是將應(yīng)用擴(kuò)展模塊卡插入系統(tǒng)，然后運(yùn)行相應(yīng)隨身平板電腦 29 的應(yīng)用程序即可。當(dāng)用戶不再需要此應(yīng)用時(shí)，只需要把應(yīng)用擴(kuò)展模塊卡從系統(tǒng)中拔出，系統(tǒng)自動會關(guān)閉應(yīng)用軟件，從系統(tǒng)應(yīng)用程序中刪除，然后卸載驅(qū)動程序。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)：