基于ARM處理器的GPS移動設(shè)備設(shè)計
GPS即全球定位系統(tǒng),由美國從上世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位的能力。近年來隨著GPS的不斷改進,硬、軟件的不斷完善,應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷展開,目前已遍及國民經(jīng)濟各種部門,并開始逐步深入人們的日常生活。如何設(shè)計一個帶有GPS功能的移動設(shè)備,實現(xiàn)對GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收和解碼,已經(jīng)是現(xiàn)在CPS應(yīng)用的熱點。
1 開發(fā)平臺
1.1 軟件平臺
為適應(yīng)大多數(shù)Windows用戶的使用習(xí)慣,我們設(shè)定移動設(shè)備運行環(huán)境為嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE 5.0(簡稱WinCE 5.0),開發(fā)過程在Windows XP操作系統(tǒng)下進行。開發(fā)軟件為Visual Studio 2005(簡稱VS2005),編程語言為C++。VS2005是Windows操作系統(tǒng)下的一套完整的開發(fā)工具,用于生成ASP Web應(yīng)用程序、XML Web services、桌面應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序。通過使用這些工具和.NETFramework精簡版(.NET Framework的子集),可以在個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話和其他資源受約束的設(shè)備中,創(chuàng)建、生成、調(diào)試和部署在.NET Framework精簡版上運行的應(yīng)用程序。
1.2 硬件平臺
1.2.1 嵌入式開發(fā)板
由于設(shè)定移動設(shè)備使用的運行環(huán)境為WINCE 5.0,過程中需要處理大量的數(shù)據(jù),所以對開發(fā)板要求較高。目前WinCE 5.0支持的處理器主要有ARM、X86、PowerPC、MIPS等,其中ARM是近年來在嵌入式系統(tǒng)中很有影響力的微處理器架構(gòu),在同等處理器主頻下,ARM內(nèi)核的芯片面積最小,功耗最低,價格也最低廉,在性能、技術(shù)指標、軟件支持工具、內(nèi)置調(diào)試工具和開發(fā)資料等方面都有優(yōu)勢??紤]到本系統(tǒng)移動終端的體積、功耗、成本等因素,最后決定選用ARM內(nèi)核的處理器,開發(fā)板為光嵌公司的GEC2440,主要參數(shù)如表l所示。
1.2.2 GPS接收模塊
GPS接收模塊負責(zé)接收GPS射頻信號,將信號下變頻和解調(diào),輸出標準的串口信號供處理器進行下一步處理。本設(shè)計中用到的GPS接收模塊為Levave公司的GPS-R36-AT模塊,性能參數(shù)如表2所示。該接收模塊主要包含基帶芯片和射頻芯片,采用了SIRF III模塊,整合片狀陶瓷芯片,無需外加天線,接收C/A碼衛(wèi)星信號,輸出的信號為NMEA0183協(xié)議數(shù)據(jù),通過串口與主設(shè)備進行通信。
2 整體設(shè)計
設(shè)計主要依照GPS數(shù)據(jù)信號的流向來進行。GPS數(shù)據(jù)信號通過串口讀入到開發(fā)板主程序,然后經(jīng)過對數(shù)據(jù)信號進行解碼獲得當(dāng)前位置的經(jīng)緯度信息,再在經(jīng)緯度數(shù)據(jù)庫中查詢獲得當(dāng)前位置的地名,整個過程由觸摸屏進行顯示,并通過觸摸屏完成人機交互。
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