基于GPSOne的貴重物品跟蹤系統(tǒng)終端設(shè)計

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
定位終端硬件總體框圖如圖2所示。

2．1 系統(tǒng)組成
整個定位終端系統(tǒng)包括電源和電池供電模塊、MCU模塊及外圍電路、DTGS-800模塊及外圍電路。由一片單片機(jī)來控制具有定位功能的DTGS-800，它們之間的通信是通過串口來完成的。由于所選單片機(jī)和DTGS-800的工作電平都在各自的工作電平范圍之內(nèi)，所以可以直接互連，無需額外的電平變換電路。DTGS-800采用機(jī)卡分離技術(shù)，提供與R-UIM卡的連接接口。
2．2 系統(tǒng)各模塊設(shè)計
2．2．1 電源和電池供電模塊
電源供電部分包括兩部分：專門的電池供電和汽車電源供電。整個終端系統(tǒng)使用的是專門的電池供電，在運(yùn)輸行程較長而導(dǎo)致電池供電不足時，系統(tǒng)電壓檢測電路會發(fā)出報警，這時可以轉(zhuǎn)換成由汽車電源對其進(jìn)行供電。下面從兩個方面介紹電源部分。
專門的電池供電。DTGS-800供電有兩種方法：電池供電(VBATT_INT引腳輸入)和外部供電(VEXT_DC引腳輸入)。當(dāng)用電池供電時，要求供電電壓VBATT_INT范圍為+4．O V±10%。因此選用的是容量為10Ah、輸出電壓為3．7 V的鋰聚合物電池。由于選擇的單片機(jī)是3．3 V供電，故電池在向單片機(jī)供電時需加一片LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)芯片MIC5219，其最小壓差可以達(dá)到0．3 V，滿足設(shè)計要求。
汽車電源供電。目前汽車用的電池多為鉛酸蓄電池，小型汽車用電池一般為12 V，大中型汽車(柴油發(fā)動機(jī))為24 V。DTGS-800啟動時首先要初始化系統(tǒng)和尋找網(wǎng)絡(luò)，功耗較高，約300～500 mA，穩(wěn)定下來后最高功耗(打電話或者上網(wǎng)、定位的情況下)大約在300 mA。設(shè)計時要留有余量，因此供電電源要求在外部供電(VEXT_DC)的情況下能有4．5～5 V、1 A的穩(wěn)定直流供電，最高不能超過5．5 V?？紤]到壓差較大，且要求輸出電流大于1 A，選用的是輸出電壓為5 V、輸出電流最大為3 A的DC-DC(開關(guān)電源)芯片LM2576-5。與LDO壓差較大時功耗高且轉(zhuǎn)換效率低的缺點(diǎn)相比，DC-DC電源芯片具有較高的轉(zhuǎn)換效率，且在壓差較大時保證功耗不會太大。電源及電池供電模塊電路如圖3所示。

2．2．2 MCU模塊及外圍電路
MCU選用的是宏晶科技公司的STC12LE5410AD，其工作電壓為3．3 V，便于在所選定的系統(tǒng)電源下工作。這是一款帶A／D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)芯片，具有超強(qiáng)抗干擾的特性，并且具有超低的功耗，正常工作時電流僅為4～7mA，空閑時電流1 mA。它的工作周期僅為一個時鐘周期，可以大大降低使用的晶振頻率，從而降低EMI(Elec-tromagnetic Interference，電磁干擾)。STC12LE5410AD具有引腳少、體積小、價格低、使用方便等特點(diǎn)，可降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。
MCU外圍電路包括晶振電路、復(fù)位電路、開關(guān)檢測電路和電壓測量部分。開關(guān)檢測電路用來檢測行程開關(guān)的動作，電壓測量部分利用單片機(jī)的A／D轉(zhuǎn)換功能是來測量DTGS-800供電的電池電壓，當(dāng)檢測到電池電壓不足時會發(fā)出報警，此時需將供電部分轉(zhuǎn)換到汽車電源上。MCU及外圍模塊電路如圖4所示。

2．2．3 DTGS-800模塊及外圍電路
CDMA模塊選用的是美國高通公司帶有GPSOne定位功能的集成MSM6050芯片組的DTGS-800。此模塊接口共有100個引腳，可提供電話、短信、音頻、傳真、定位、上網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽€提供多種用戶接口，如串口、鍵盤及LCD等接口，用戶可方便地根據(jù)需要進(jìn)行開發(fā)。