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MEMS加速度计的 GPS终端的低功耗系统设计
王国辉
(普天信息技术研究院 ,北 京 100080)
摘要 :锂 电池供电的便携式 GPS定 位终端 ,其 待机时间是影响产品实际应用的一个主要因素。 采用 MEMS加 速度计作 为运动检测开关 ,在 后台辨别目标体的动静状态 ,决 定系统 CPU 工作的工作状态 ,合 理配置 GPS、GSM 各模块的工作模 式 ,优 化整个的节电工作状态 ,可 延长终端待机时长。
关键词:MEMS加 速度计 ;GPS定 位终端 ;低 功耗 中图分类号 :TP368.1 文献标识码 :A
LowPowerSystem DesignofGPSTerminalBasedonMEMSAccelerometer
WangGuohui
(PotevioInstituteofTechnology,Beijing100080,China)
Abstract:StandbytimeisanimportantfactorthataffectstheapplicationofGPSterminalset,withlithium-ionbattery.A MEMSaccel- erometerisusedasamotionactivatedswitch.Itdetectsthestateoftarget.Accordingthestate,theworkingmodesofCPU,GPSand GSM moduleareset.Thepowersavemodeisoptimized,andGPSterminalsetcanworkforalongertime.
Keywords:MEMSaccelerometer;GPSpositioningterminal;lowpowerconsumption
引 言
全球定位 系 统 GPS(GlobalPositioningSystem)是 由 美国建立的一个卫星 导 航 定 位 系 统 ,利 用 该 系 统 ,用 户 可 以在全球范围内实现 全 天 候 、连 续 、实时的三维导航定位
和测速。GPS卫 星定位 技 术 已 经 成 熟 ,大规模进入商用 , 可广泛应用 于 导 航 、测 绘 、监 测 、授 时 、通信等多种领域 。 近年来 ,在 车辆导航 、跟 踪 和 手机定位等方面得到了广泛 应用[1-2]。
便携式 GPS定 位终端采用锂电池供电 ,其 实 际 工 作 时间和待机时间是 关 键 指 标。 为了延长其使用时间和待 机时间 ,加 大锂电池容 量 是 一 个 办 法 ,但随之而来的问题 是锂电池的体积和重量也增加了 ,这对于便携式终端 产品
来说是不可取的 ,便 携 式 产 品对外形结构尺寸非常敏感, “寸 土寸金”,厂家都希望自己的产品“超 薄”。
为了解决 GPS便携终端的功耗问题 ,根 据 实 际 应 用 场景以及定 位跟踪目标体的特征 ,当目标移动时需要定 位 ,不移动可以不定 位 ,保持上一次的定位数据即可 。 本 设计采用 MEMS加 速 度 计 ,检测目标体的移动或静止状 态 ,当 目标移 动 时 ,GPS 模块工作并上报定位数据信息, 当目标体不移动时 ,GPS 模 块 不 工 作 ,也 不 上 报 数 据。 通 过协调各模块之间的 工 作 ,减少各模块工作时间 ,以 达 到
提高续航能力 、延长待机时间的目的 。
1 系统组成与定位终端架构
便携式 GPS定位终端可用于目标体(人员或车辆)的定 位及跟踪,并具有 GSM 实时上报定位信息的功能,利用电子 地图可实时显示目标体实际位置,达 到对目标体(受 控人员 和重要车辆)进行定位跟踪的目的。整 个系统如图 1 所示,
图 1 定位系统示意图
54 Microcontrollers & EmbeddedSystems 2014 年第6 期 www.mesnet.com.cn
系统由前端和后台两部分组成,前端便携式 GPS终端放置于 目标体,后台为智能手机及其相关应用软件。定位 GPS终端 采用 GSM 移动通信短信方式,把定位位置信息 发送给后台 手机,并由后台手机在地图上显示。
具体地 说 ,便 携 式 GPS 定位终端包括主控制单元 ARM7核 、GPS接 收 定 位 模 块 、GSM 无 线 RF 射 频 模 块, 以及电源管 理 模 块。 其中主控制单元 ARM7 核 和 GSM 无线 RF 射频模块采用单芯片 MTK6252GSM 模块 ,总 体 架构如图 2 所示。GPS 定位模块通过 串口把定位数据传 送给 ARM7,并 通过 SMS短信的方式发送给后台 。
图 2 定位终端总体架构
2 MEMS
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