2.4 控制模块
该GPS接收系统中,主要采用Atmel公司的AVR芯片ATmega16A作为系统的控制器,控制器主要实现控制GPS模块、控制无线收发模块、控制USB传输模块、处理接收的GPS信号、从Flash芯片中存取数据等功能。
由于GPS模块、无线收发模块、USB模块均采用串行接口,控制器内部只带有一个串口功能,因此采用通用I/O口模拟串口通信方式完成对GPS和收发模块的控制。同时设计了带接收中断功能的串口模块,以实现系统控制功能。本收发模块中对接收到的GPS信号进行了简化处理,提取出了经纬度、高度及时间信息,增加了数据存储的有效信息量。I/O口模拟串口通信模块工作流程如图5所示。
2.5 无线收发模块
为提高该系统的定位精度,并有效降低系统功耗,本系统采用无线收发方式实现数据传输,无线收发模块设计原理图如图6所示。
该无线收发模块主要使用MaxStream公司的9XTend模块,其主要特点是:与传统无线调制方式相比,在相同的发射功率的情况下采用扩频通信方式可以传输更远的距离。它是MaxStream公司目前传输距离最长(视距传输距离为40 km)的低功耗OEM RF模块。9XTend在5 V电压下,电流消耗只有780 mA,输出功率可达1 W(30 dBm)。该收发器的接收灵敏度达-110 dBm,可使用户在1.5英里、15英里视距和40英里(通过高增益天线)接收900 MHz信号,数据吞吐量为230 kbps,数据率可达115.2 kbps。通过对该模块的使用,有效地实现了对GPS信号的接收。
2.6 数据存储模块
数据存储模块用Flash芯片来存储该系统采集的GPS位置信息,便于进行后期数据处理。该GPS接收系统使用的Flash芯片为K9F1208U0M,它是Samsung公司生产的采用NAND技术的大容量、高可靠Flash存储器。图7是K9F1208U0M芯片与ATmega16A的外围连接电路。