基于ARM的GPS测量数据接收系统的设计与实现

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基于ARM+FPGA的GPS接收机设计

１接收机的组成
接收机的组成可以按照功能划分为两部分：射频部分和基带处理部分。射频部分主要是完成ＧＳ信号的接收、Ｐ下变频及采样的功能。基带处理部分主要是完成ＧＳ信Ｐ
ｐｒｏｍａｃｓ２０ｍ／．ｈｅｅｖｒｃｎａｈｅｅｈｇｙａｃｎｖｇｔｎａｄｐｓｔｎｎ．ｔｈｓｓｌｓｚ，ｏｅｒｎｅｉ００ｓＴｅｒｃｉｅａｃｉｖｉｈｄｎｍｉａｉａｉｎｏｉｏｉｇＩａｍａｌｉｅｌｗｆｏｉ
ｄｓｇｘｌｉｅ，ｎｌｄｎｅｃｐｕｅｅｇｎ，ｒｃｉｇｅｇｎ，ｅｄｌｔｎｍｅｓｇｓａｄｐｓｔｎｒｓｌｔｎｅｉｎｉｅｐａｎｄｉｃｕｉｇｔａｔｒｎｉｅｔａｋｎｎｉｅｄｍｏｕａｉｓａｅ，ｎｏｉｏｅｏｕｉ．ｓｈｏｉｏ
Ｔｒｕｈｔｅｅｔｔｅｒｅｅ ’ ｏｉｏｉｇｐｅｉｏｓ６１ｇｔｅ／ｍ（ａｔｅ，ｎｈｙａｉｈｏｇｅｆｌｔｓ，ｅｉｒＳｐｓｉｎｒｃｓｎｉｍ（ｏｉｄ）８ｈｉｄｈｃｖｔｎｉｎｕ１ｉｄ）ａｄｔｄｎｍｃｔｕｅ
接收机的射频前端采用Ｇ２１片，带处理部分采用ＡＭＰ０５芯基Ｒ９内核的Ａ９ＳＭ２１芯片和ＣｃｎＩＴ１Ａ９６ｙｌｅＩｏ系列的Ｅ２７Ｆ７１ＰＣ０６２８芯片。同时阐述来接收机的软件设计，括捕获引擎、包跟踪引擎、解凋电文，位解定算等。该接收机通过现场实验定位精度为６经度）８纬度）动态性能达２０ｍｓ可以实现高动态ｍ（／ｍ（，００／，导航定位，同时体积小，功耗低。

基于ARM和GPS的手持定位导航系统与实现.

基于ARM和GPS的手持定位导航系统与实现随着计算机技术的不断发展,嵌入式系统以其功能强大、可靠性高、体积小、功耗低等诸多优点,适应了社会信息化、网络化、智能化的发展需求,比一般的通用PC系统具备更大的优越性,在各行业领域内获得了广泛的应用。

GPS 定位导航技术与计算机技术的融合在近几年来现代信息通信领域内发展迅速。

目前,GPS定位导航技术主要应用于大地测量与车辆定位领域,个人应用方面相对较欠缺。

因此,发展应用于个人的手持GPS定位导航系统拥有广泛的市场空间。

鉴于这种情况,本文设计开发了一款基于ARM处理器与GPS接收模块的手持定位导航系统,系统通过采用功能强大、成本低廉的嵌入式Linux操作系统,充分发挥ARM处理器的高性能低功耗特点,提升了系统特性。

论文的主要内容:1.分析了GPS定位导航技术的发展现状和基本原理,研究了如何实现基于ARM处理器定位导航系统的设计方案。

在此基础上,建立了满足手持定位导航系统功能需求的软、硬件平台,包括硬件平台中各模块的组成与连接,以及软件平台中系统启动代码、操作系统的移植,文件系统的制作。

2.设计实现了GPS模块与ARM处理器的通信功能、电子地图的显示功能、人机交互的控制功能。

各功能模块在设计中包括了接口和外设的驱动程序,以及应用程序两部分。

通信功能模块中,GPS模块实时接收GPS定位卫星数据,并通过RS-232接口向处理器传输数据;电子地图显示以及人机交互的功能模块中,使用MiniGUI图形用户界面支持系统,实现了在LCD触摸屏上显示电子地图以及基本定位导航控制等人机交互的功能。

3.测试了系统各模块的功能,给出了系统的实现结果,根据测试结果分析了系统设计中的不足,并提出了对系统未来改进目标的设想。

【关键词相关文档搜索】：电路与系统; 定位导航系统; ARM; GPS; Linux 【作者相关信息搜索】：北京交通大学;电路与系统;陈后金;赵琛;。

基于arm的GPS导航定位系统设计

基于arm的GPS导航定位系统设计江苏科技大学本科毕业设计（论文）基于ARM的GPS导航定位系统设计ARM-based GPS navigation system design摘要GPS(全球定位系统)是一种全方位的实时定位技术,随着GPS技术的发展，以ARM处理器作为主CPU的嵌入式硬件平台几乎已经成为信息产业的硬件标准。

一方面，它具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等特点；另一方面，它为高速、稳定地运行嵌入式操作系统提供了硬件基础。

本文以Windows CE为嵌入式操作系统，对基于ARM的GPS 定位系统的开发进行了研究与实现。

硬件平台设计以三星公司的ARM920T核的S3C2410为微处理器，对以下三个方面的技术进行了研究：一是对GPS及嵌入式技术进行了介绍，介绍了GPS技术原理、特点、和定位方式；二是搭建基于ARM的硬件平台，对电源电路，存储电路等进行了设计；三是对GPS模块及通讯接口进行了设计。

关键字:GPS ARM Windows CE操作系统AbstractGPS (Global Positioning System) is a comprehensive real-time positioning technology, with GPS technology to ARM processor as the main CPU of the embedded hardware platform has almost become the information industry hardware standards.On the one hand ,it has a small,strong performance,low power,high reliabity:on the other hand,it is high speed,stable operation and provides a hardware based embedded operatingsystem.In this paper, Windows CE embedded operating system, ARM-based GPS positioning system and implementation of development studied.Platform designed to Samsung S3C2410 ARM920T microprocessor core, on the following three techniques were studied: one on the GPS and embedded technologies are introduced, introduced the principle of GPS technology, features, and positioning means ; Second, ARM-based hardware platform built on the power supply circuit, memory circuit design, etc.; Third, GPS module and the communication interface is designed.Keywords: GPS ARM Windows CE Operation System目录第一章绪论 01.1嵌入式技术研究背景 01.2GPS技术研究背景 (1)第二章 GPS技术基本原理 (2)2.1GPS基本原理 (2)卫星的位置 (2)卫星与用户间的相对距离 (3)卫星信号的解算 (3)的定位方式 (4)2.2GPS发展前景 (5)第三章嵌入式系统设计 (7)3.1嵌入式系统 (7)3.2W INDOWS CE嵌入式操作系统 (7)3.3W INDOWS CE系统框架 (8)3.4嵌入式软件平台开发 (9)开发 (9)开发 (10)3.5ARM技术介绍 (12)处理器的体系结构 (12)微处理器概述 (13)第四章系统硬件及GPS模块设计 (14)4.1总体硬件设计方案 (14)系统硬件的选择 (14)处理器 (15)4.2系统硬件电路设计 (15)电源电路 (18)串口电路 (19)电路 (19)电路 (21)显示电路 (21)4.3GPS模块电路设计 (23)模块选择 (23)模块与主机的串口通信 (23)第五章系统软件设计 (25)5.1NEMA0183协议 (25)5.2GPS程序设计 (25)5.3用户界面 (30)总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)第一章绪论1.1 嵌入式技术研究背景随着计算机和通信技术的快速发展，嵌入式系统己经广泛渗透到人们的工作、生活中，从家用电器、手持通讯设备、信息终端、仪器仪表到汽车、军事装备、制造工业、过程控制等。

基于ARM的GPS定位系统的研究与实现的开题报告

基于ARM的GPS定位系统的研究与实现的开题报告一、选题背景及目的随着移动互联网的发展，GPS定位系统已经成为现代生活中不可或缺的一部分。

作为定位导航系统的核心组成部分，GPS定位芯片已经广泛应用于车载导航、行车记录仪、智能手表、智能手机、航空航天等领域。

目前市场上常见的GPS定位芯片包括北斗、GPS、GLONASS等，其中以GPS最为常用。

针对当前市场上使用广泛的GPS技术，本文将开发基于ARM平台的GPS定位系统。

目的：1. 研究GPS定位系统的原理和技术；2. 设计并实现基于ARM平台的GPS定位系统；3. 加强对ARM系统开发的掌握和理解；4. 为GPS定位系统在智能终端应用打下基础。

二、研究内容1. GPS定位原理和技术：分析GPS定位原理和技术，包括GPS信号的接收、处理等。

2. ARM系统架构分析：对ARM系统的硬件架构和软件架构进行分析，熟悉ARM系统的特点，建立对ARM平台的理解。

3. GPS定位系统架构设计：设计GPS定位系统的架构，包括整体设计、软硬件结构设计、信号采集与处理、定位算法的实现等。

4. GPS定位系统实现：将GPS定位系统的设计实现在ARM开发板上，并进行调试和优化。

要求系统能准确获取GPS信号，并计算出精确的位置信息。

5. GPS定位系统应用拓展：将GPS定位系统应用于智能终端，实现基于手机平台的GPS定位功能，并在实测中进行测试与优化。

三、预期成果1. 理论层面（1）对GPS定位系统的原理和技术进行深入研究，掌握GPS定位技术的基本原理和应用方法。

（2）对ARM架构进行研究，掌握ARM平台的软硬件开发技术。

（3）设计并实现基于ARM平台的GPS定位系统，能够准确获取GPS信号并计算出精确的位置信息。

2. 实际应用层面（1）实现GPS定位系统在ARM平台上的应用；（2）实现GPS定位系统在智能终端应用并进行测试和优化；（3）对GPS定位系统在智能终端应用场景进行拓展，提升系统的可用性和性能。

基于ARM与GPRS智能检测控制系统的设计与实现的开题报告

基于ARM与GPRS智能检测控制系统的设计与实现的开题报告一、研究背景随着智能化技术的发展和应用，智能检测控制系统在日常生活和工业领域中得到了广泛的应用。

为了实现远程监测和控制，传统的检测控制系统已经向互联网方向发展，基于GPRS网络的数据传输技术越来越普及。

而基于ARM嵌入式系统的设计具有低功耗、高性能等优势，正在成为智能设备的首选。

因此本课题拟研究基于ARM与GPRS智能检测控制系统的设计与实现，以解决目前智能化检测控制系统能力不足、传输数据有限等问题。

二、研究内容1.研究ARM嵌入式开发技术，设计ARM嵌入式处理器主控板；2.研究GPRS模块技术，设计GPRS模块与嵌入式主控板的连接方案；3.研究传感器技术，设计传感器采集模块，实现对温度、湿度、气体等参数的检测；4.研究检测控制算法，设计基于ARM嵌入式系统的控制策略，实现对目标参数的自动调节；5.设计系统软件，实现数据采集、传输、分析和控制等基本功能；6.进行系统测试和分析，验证系统的性能和可靠性。

三、研究意义本研究的意义在于：1.探索基于ARM与GPRS智能检测控制系统的设计与实现方法，提高智能检测控制系统的性能和可靠性；2.推广基于ARM嵌入式开发技术和GPRS网络的数据传输技术，促进智能化技术的普及和应用；3.为智能建筑、智能家居、农业等领域的控制技术提供新的解决方案。

四、研究方法本研究采用文献调研、实验研究、模拟仿真等方法，具体为：1.通过查阅相关文献资料，了解智能检测控制系统的原理、实现方式和应用领域；2.选用合适的硬件设备和软件工具，进行实验研究和模拟仿真；3.对实验结果进行分析和评价，总结研究成果。

五、研究计划1.前期主要工作（2周）：a.完成开题报告的撰写和审批；b.阅读相关文献，了解目前已有的智能检测控制系统的现状；2.中期主要工作（6周）:a.研究ARM嵌入式开发技术，设计ARM嵌入式处理器主控板；b.研究GPRS模块技术，设计GPRS模块与嵌入式主控板的连接方案；c.研究传感器技术，设计传感器采集模块，实现对温度、湿度、气体等参数的检测；3.后期主要工作（4周）：a.研究检测控制算法，设计基于ARM嵌入式系统的控制策略，实现对目标参数的自动调节；b.设计系统软件，实现数据采集、传输、分析和控制等基本功能；c.进行系统测试和分析，验证系统的性能和可靠性。

基于ARM的GPS定位系统设计_图文.

计算机应用 2008年8月第4期1引言基于ARM的GPS定位系统设计西安邮电学院杨春杰摘要介绍了基于A蹦芯片LPc2131的GPs定位系统的设计及实现,其中LPc2131为核心处理器,它接收GPs信息并对其进行处理,然后通过GsM模块把处理后的信息发送到GsM网络,任何和GsM短信服务兼容的平台都可以获取此信息并做相关应用。

关键词LPC2131GPS定位 GsMGPs(全球定位系统在导航领域有着广泛的应用,它可以准确给出对象所处的经纬度及时间、速度等信息,以便于对象的精确定位,从而便于导航、搜寻、报警、监控等工作的实施;ARM是流行的嵌入式技术之一,在数据处理的速度及方式上有着传统 MCU无法比拟的优势,一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成,其中,操作系统的大小可根据功能进行裁剪。

此外,除结构体系优势外,ARM的接口资源也极其丰富;GSM(Global Svstem for Mobile Commullications是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,它提供了一个开放性的空中与网络接口,业务涵盖了语音、短消息及数据等内容。

2定位系统硬件组成为了保证通用易行,设计采用了被广泛使用的 GARMIN公司GPS25LVS模块作为GPS信号的接收端,它将GPS接收机的主要部件做成大规模集成电路片,并集成在一块电路板上。

GPS25LVs串口l输出 NMEA 0183版本2.00的ASCⅡ码语句,该语句包含时间、日期、方位、速度和磁偏角等信息,其串口输出电平为Rs232标准电平,可方便地和PC机或灿蝴处理器相连;AI己M处理器选择LPC2131,它是一个小封装、低功耗且支持实时仿真和嵌入式跟踪的 16/32位ARM7rIDMI.S CPu;GsM模块则选用西门子公司的TC35i模块,它集成了数据采集、数据传输及短信息服务等功能。

LPC2131先通过GPs25L,VS接收信息,信息处理后送到GSM模块发送,所发送的信息包括了目的地址、控制信息及自定义信息。

基于ARM的无人车GPS导航系统的设计与实现

基于ARM的无人车GPS导航系统设计与实现
各模块之间的连接和互动关系如下：ARM微控制器作为主控单元，负责接收 GPS模块、车速传感器和方向传感器的数据，进行处理后通过串口通信将控制信号发送给车辆控制系统。同时，微控制器还将车辆状态信息和定位信息显示在液晶显示屏上，方便驾驶员或控制中心进行监控。
基于ARM的无人车GPS导航系统的设计与实现
基于ARM的无人车GPS导航系统设计与实现
基于ARM的无人车GPS导航系统设计与实现
随着科技的快速发展，无人驾驶汽车已成为人们的焦点。而GPS导航系统作为无人驾驶汽车的重要组成部分，为车辆的精确控制和路径规划提供了基础。本次演示将基于ARM（Advanced RISC Machines）架构，探讨无人车GPS导航系统的设计与实现。
基本内容
同时，为了提高自主导航的可靠性和鲁棒性，可以采用滤波算法（如卡尔曼滤波算法）对定位信息进行处理和分析，以提高定位信息的准确性和可信度。
基本内容
对于系统测试与结果验证，通常需要进行以下步骤： 1、测试场景设计：为了测试无人驾驶车GPS自主导航系统的性能，需要设计不同的测试场景，包括城市道路、高速公路、隧道、桥梁等多种路况和环境，以检验系统的全方位性能。
基本内容
在具体应用中，可以根据实际需求选择合适的定位技术。 2.地图构建：无人驾驶车GPS自主导航系统需要构建高精度地图，以便于导航控制器根据地图信息计算出车辆应该行驶的路径。地图构建主要包括地图数据的采集、处理和存储。地图数据可以来源于现有的地图数据商，也可以通过自身采集数据进行构建。在地图构建过程中，需要考虑实时地图更新问题，以保证地图信息的准确性和实时性。
具体硬件设计包括电路连接和硬件模块的选型。首先，我们需要搭建一个包括GPS模块、车速传感器、方向传感器等硬件的电路板，并使用ARM微控制器对其进行控制。其中，GPS模块负责获取经纬度信息，车速传感器和方向传感器则分别检测车辆的速度和方向。此外，为方便调试和程序下载，还需选用一款具有串口通信功能的液晶显示屏。

基于ARM的静态测量型GPS接收机设计.

基于ARM的静态测量型GPS接收机设计全球卫星定位导航系统(GPS)是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的以接收导航卫星信号为基础的非自主式导航定位系统,该系统最初只用于军方,向民用开放后快速渗透到各行各业。

自上世纪80年代引入我国以来的使用表明,GPS定位技术以观测站间无需通视、测量组人员投入少等优势,给测绘领域带来了一场深刻的技术革命。

GPS技术在地球物理勘探中的应用是其一个重要的应用领域。

地球物理勘探野外工作,在进行地球物理场测量的同时,须进行点位及其高程测量,GPS技术相对传统测地方法而言具有高精度及高效率的优势,使用更方便。

对于地球物理勘探,一般要求水平高程精度都在1米左右,而重力勘探要求高程定位精度在厘米级水平。

对于现有单机定位精度为3～5米手持型GPS接收机而言,精度常常不能满足要求;而重力勘探的测地工作中一般需要使用双频差分GPS技术,仪器价格昂贵。

而且,市场上还没有专门为满足物探工作需要设计的低成本GPS接收机产品。

专业级的差分GPS接收机的测量基线长度一般要求达到数十公里,而工程地球物理勘察及其他相关应用往往并不需要达到如此大的测量范围。

本论文以设计低成本、用于短基线测量的较高精度的差分GPS接收机为目标。

出于野外工作效率的考虑,提出在测量基线长度不超过3km,观测时间不超过10分钟的前提下,以ARM微处理器为系统控制器,采用快速静态差分技术,获得平面定位及高程测定精度达到厘米级水平设计要求。

将ARM嵌入式技术与GPS技术相结合,充分发挥ARM微处理器功耗低、体积小、功能多等特点,利用ARM微处理器配合合适的GPS-OEM模块,开发适用于物探专业需求的GPS接收机具有重要的实用意义。

本文正是从这种思想出发,设计开发基于GPS-OEM板的静态测量型GPS接收机。

本文首先提出了静态差分测量型GPS接收机的总体设计方案,接下来重点阐述了系统的设计方法,系统设计分为硬件部分和软件部分。

基于ARM核的GPS接收机的设计与实现

天线
微处理器
片作为接收机的数字基带处理器。该方案
具有低功耗、性能、寸小、本低的特高尺成
点。
ＧＰＳ接收机的基本组成
ＧＳ接收机的主要任务是跟踪可见Ｐ
前置下变ＡＤ／数字信号
处理器信号跟踪环路定位导航
沿其工作流程的先后顺序，常分为射频通（Ｆ前端处理、带数字信号处理（ＳＲ）基ＤＰ）
Ｉ
振荡
ｆ
射频前端处理ｌ基带数字信号处理Ｉ定位
和定位导航运算三大功能模块。其基本组
成如图１所示。
－
●
－
＿
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●
图２ＡＲ０００的内部结构与电路应用表达式Ｔ６０
机的定位性能，它对接收机所起的作用与
屯子世界
・００１２１．２
３１～
・
工程师笔记・
贡献绝对不容忽视。
对ＧＳ接收机天线的主要技术要求Ｐ
ＳＩＧＨＳＧｉｌＩｌ
ＧＰＳ接收机赖以定位的信息基本上全部
来自于天线接收到的ＧＰＳ卫星信号，所
以接收天线的性能直接影响着整个接收
… … 。 ‘ … … ’ 一 ‘ －。 ‘ … －。 … ● －－－。 …
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－。Leabharlann …・工程师笔记・

基于ARM和GPS的数据采集模块的设计

1.引言数据采集记录仪在工业控制领域中有着十分重要的意义。

在许多工业场合。

尤其是对于一些分散的、无人值守的现场．需要对数据进行定时采集以便及时了解现场的情况．并根据情况发送控制命令。

以前这些系统大多采用普通的单片机来实现．其缺陷是明显的．如系统资源短缺、指令不够精简、CPU操作频率低等，大大地限制了其使用场合。

现在广泛使用的是ARM和PC机通过串行口构成的多微机监测系统．但仍存在问题，比如多仪器问的精确同步。

本文提出了一种基于ARM和GPS(GlobalPositioningSystem)的数据采集记录仪，并结合uC／OS—II嵌入式实时操作系统来实现。

该系统具有良好的环境适应性、多仪器间的精确同步性、人机交互性、稳定性、高效性，很适合运用于电化学实验、腐蚀测量工程等领域。

2.系统总体结构设计本数据采集记录仪主要包括两大部分：数据采集与数据存储传输。

本文主要介绍数据采集模块的设计与实现。

整个系统的系统功能模块如图1所示。

该系统要求采集4路电压通路．采集时间为100ms~255h．并连续记录ON、OFF电位至少24小时(不需要记录整个波形)：同时由于本数据采集记录仪是一个多仪器系统，要求所有仪器都能够精确同步。

因此．该系统要求每分钟，秒钟记录一次测试时间(GPS时间)。

并将此时间与其它仪器记录时间相比。

其它仪器记录时间用GPS同步。

同时，该系统要求支持本地数据存储和u盘数据保存功能．且u盘数据保存的可存储容量取决于u盘的整体容量：该系统支持多种数据通讯功能。

如Zigbee通讯、SPI总线接口通讯、I2C总线接口通讯、UART 异步串行通讯。

图1数据采集记录仪的功能模块图结合图1，可得整个系统的实现方案．如下：1)与硬件平台相关的软件部分分析与实现，并编写相应的底层函数：2)进行uC／OS—II嵌入式实时操作系统在LPC2220微处理器的移植：3)系统各功能模块的分析与实现：4)系统调试及改进。

该系统采用uC／OS-II嵌入式实时操作系统作为中问件，并将与硬件平台相关的部分与相应功能模块的实现隔离开来，尽可能地实现硬件与软件分开．这样方便进行系统设计。

基于ARM9嵌入式GPS定位系统

该算法利用神经网络对地图进行训练，得到地图特征与GPS数据的映射关系，从而获得更精确的定位结果。此外，我们还开发了上位机软件，方便用户对系统进行管理和监控。
系统测试与结果分析
为了验证本系统的可靠性和有效性，我们进行了大量的实验测试。首先，我们对系统的硬件进行了测试，包括GPS接收器的定位精度、数据传输速度等指标。其次，我们对系统的软件进行了测试，包括地图匹配算法的精度、运行时间等指标。
实验结果表明，本系统的硬件和软件均具有较高的性能和可靠性，能够满足实际应用的需求。同时，我们也发现了一些问题，如地图数据的精度不够高、神经网络的训练时间较长等，这些问题需要进一步加以改进和完善。
结论与展望
本次演示研究和实现了一种基于ARM嵌入式系统的GPS地图匹配系统。该系统利用ARM嵌入式处理器作为主控芯片，采用了一种基于的地图匹配算法，获得了较高的定位精度。该系统还具有体积小、功耗低、成本低等优点，具有广泛的应用前景。
具有广泛的应用前景。未来发展方向可以包括提高定位精度、优化功耗控制、拓展多模态定位技术等方面。
参考内容
引言
随着全球定位系统（GPS）的普及，基于GPS的技术在各个领域得到了广泛的应用。在嵌入式系统中，GPS地图匹配技术具有重要的意义和作用，它可以将GPS 定位数据与地图数据库进行匹配，得到更精确的定位结果，提高导航和定位的精度。
GPS地图匹配技术可分为基于规则的匹配、基于特征的匹配和基于人工智能的匹配等。其中，基于人工智能的匹配方法具有自适应性、鲁棒性和高精度等优点，是未来的研究趋势。
系统设计
基于ARM嵌入式系统的GPS地图匹配系统主要包括硬件和软件两部分。在硬件方面，我们选择了一款低功耗、高性能的ARM嵌入式处理器作为主控芯片，并配备了高精度的GPS接收器和Flash存储器。在软件方面，我们采用了一种基于人工智能的地图匹配算法，

基于ARM核的GPS接收机的设计

文章编号：１００２－８６９２（２００６）０４－００３８－０３基于ＡＲＭ核的ＧＰＳ接收机的设计＊黄勋，唐慧强，陶益凡（南京信息工程大学信息与通信系，江苏南京２１００４４）【摘要】介绍了ＧＰＳ接收机的原理以及一款ＧＰＳ接收机的实际设计。

该ＧＰＳ接收机采用Ｚａｒｌｉｎｋ公司生产的ＧＰ２０１５芯片作为接收机的射频前端，内嵌ＡＲＭ７核的ＧＰ４０２０芯片作为接收机的数字基带处理器，并阐述了外围扩展电路及软件设计。

该ＧＰＳ接收机消除了以往处理器数据处理的瓶颈效应，体积小，功耗低。

【关键词】ＧＰＳ接收机；ＧＰ２０１５芯片；ＡＲＭ技术；ＧＰ４０２０芯片【中图分类号】Ｐ２２８．４【文献标识码】ＢＤｅｓｉｇｎｏｆａＧＰＳＲｅｃｅｉｖｅｒＢａｓｅｄｏｎＡＲＭＨＵＡＮＧＸｕｎ，ＴＡＮＧＨｕｉ－ｑｉａｎｇ，ＴＡＯＹｉ－ｆａｎ（Ｄｅｐａｒｔ．ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆＮａｎｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＧＰＳｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔ－ｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｋｉｎｄｏｆＧＰＳｒｅｃｅｉｖｅｒａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．ＦｏｒＧＰＳｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｔｈｅＧＰ２０１５（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｂｙＺａｒｌｉｎｋ）ｉｓａｓｍａｌｌｆｏｒｍａｔＦｒｏｎｔ－ｅｎｄａｎｄｔｈｅＧＰ４０２０ｗｉｔｈａｎＡＲＭ７ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｓａｃｏｍｐｌｅｔｅｄｉｇｉｔａｌｂａｓｅｂａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｏｒ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ＧＰＳｒｅｃｅｉｖｅｒ；ＧＰ２０１５；ＡＲＭ；ＧＰ４０２０・实用设计・１引言作为一种成熟的卫星导航系统，ＧＰＳ（全球定位系统）技术已被应用在各行各业中。

基于ARM的GPS_GPRS多功能手持终端的设计与实现

基于ARM的GPS／GPRS多功能手持终端的设计与实现O引言GPS／GPRS多功能手持终端是体积小巧、携带方便、可独立使用的全天候实时定位导航设备。

它不仅能够为野外工作人员进行地图测绘、物探测量等工作提供帮助，还能够在登山探险、旅游等活动中给人们提供方便；在智能交通领域，能对车辆／船只进行监控、调配，避免或减少事故的发生，提高交通效率[“。

因此GPS／GPRS多功能手持终端的研究成为了研究的热点。

目前国内大多数GPS手持终端功能单一，并且大多采用GSM通信网以短信息的方式进行通信，不能充分满足实际应用的需要[2]。

本文开发出一种基于ARM9微处理器和嵌入式Linux操作系统的GPS／GPRS多功能手持终端。

其特点主要体现在：体积小巧，适合手持，支持车载，具有智能手机和PDA所拥有的一些数码功能；利用GPS、地理信息系统(GIs)及通信技术能够为野外作业人员提供专业的导航与调测功能；结合监控中心，能够在全国范围内同时对多个利用无线GPRS网络上网的手持终端移动目标实现超远距离的实时控制及包含超远实时图像传输在内的多项实用功能。

手持终端将所有移动目标的实时活动数据传回监控中心，以供监控中心对移动目标进行实时监控管理、调度等。

1硬件设计GPS／GPRS多功能手持终端主要包含七大功能模块：主控模块、GPS模块、GsM ／GPRs模块、人机接口、外围扩展、音频模块、电源模块。

其中，电源模块保证能源动力；主控模块调控各模块工作，协调管理系统内部模块间的正常通信；GPS模块是位置数据解算功能单元，GSM／GPRS模块主要实现终端与GsM／GPRS 网络的通信；人机接口保证用户与系统进行良好的互动；音频模块以及外围扩展实现各种数码功能。

其硬件结构如图1所示。

主控模块结合音频模块、人机接口、外围扩展实现终端的各种通用数码功能以及部分PDA功能。

主控模块将GPS模块和各种传感器获取的位置信息和数据进行处理，或进行导航、测量测绘，或将其压缩打包后传给GSM／GPRS通信模块。

基于ARM的GPS接收机系统设计

作。
度，高度单位，大地水准面高度，高
可靠的数据通信，电路如图４所示。显示电路液晶显示是大多系统中常用的器件，能让工程人员实时的了解系统工件情况及一些数据。因为ＡＲＭ器件
ＳＴＲ７ｌｘＦ系列是含有嵌入式Ｆｌａｓｈ￣ＲＡＭ的ＡＲＭ驱动
Ⅵ，Ｅ，１８ｎＷＥ０
的１６／３２位微处理器，内部资
源框图如图２所示。
Ｄ７
４４
１２
王，ｏ７
ＶＣＣ
ＲＥ＝
ＳＴＲ７１Ｘ与ＰＣ机接口电路
本设计用ＭＡＸ３２２１进行电平转换，匹配Ｐｃ和主板的电压，实现正确
它的作用是接收ＧＰＳ￣＿星所发出的信经度，经度半球，定位质量指示，使
号，利用这些信号进行导航定位等工用卫星数量，水平精确度，海拔高
ＳＧＰＧＧＡ，＜１＞Ｊ＜２＞，＜３＞Ｊ＜４＞Ｊ＜５＞Ｊ＜
因此本次设计通过ＧＰＩＯ口通信，并
没有采用总线驱动。该电路模式完成
用户一股需要利用此导航信息来计算
某一时￣ＩＪＧＰＳ卫星在地球轨道上的位
是高速器件，而液晶通常时序较慢．

基于ARM的GPS定位系统的设计与实现

11
2.3 本章总结 ........................................................................................................... 13
12 第三章嵌入式系统设计
13
3.1 软件平台搭建 .................................................................................................... 15
18
3.2.1 Linux 驱动程序开发流程..........................................................................25
19
3.2.2 驱动程序设计........................................................................................... 27
33 data dealer deal with the received location information , to achieve the purpose of positioning
34 the object distance .
35
GPS positioning system based on ARM bulit up the data receiver and a data dealer. The
6 好的社会效益、经济效益。
7
基于 ARM 的 GSP 定位系统，将其数据接收装置安装在待跟踪的物体上，数据接收

基于ARM和GPS的数据采集模块的设计

基于ARM和GPS的数据采集模块的设计因为本数据采集记录仪主要应用于电化学试验及腐蚀测量工程中．其对信号采集与记录上有较高的要求．如下：1) 3路直流0～±2．5V。

14~16bit，辨别值0．1mV；2) 1路沟通0~±40v 14~16bit，辨别值0．1mV，自动档量程预选；3) 4路通用10位AD．范围0~5v(预留)。

信号的采集过程为：首先采集并存储128个信号采样点，计算并存储此128个信号采样点中8个延续数据点的“斜率”。

8个延续数据点的“斜率”计算算法为：首先每2个延续数据点计算一次斜率K1=(Y1-Y2)/(X1-X2)．一次循环后得到4个斜率．对4个斜率取平均值并将此作为8个延续数据点的“斜率”。

然后对前后一段时光的斜率的大小与走势举行比较．并按照相应的阈值来确定ON／OFF电位的位置。

3．2 数据采集因为LPC2220内部提供一个8路10位A／D转换器．且转换时光低至2．44us捕足该系统对信号采集的基本要求。

因此在举行数据采集的时候．就挺直利用其内部提供的A／D转换器。

LPC2220拥有一个10位8路A／D转换器．A／D转换器的基本时钟由VPB时钟提供．每个转换器包含一个可编程分频器，可将时钟调节至逐次逼迫转换所需的4．5MHz(最大)。

彻低满足精度要求的转换需要11个转换时钟。

此MD转换器的主要特性如下：* 1个10位逐次靠近式模数转换器：* 具有掉电模式：* 10位转换时光小于2．44μs；* 一个或多个输入的Burst转换模式：启动A／D转换器的方式十分灵便．既可以单路软件启动，也可以设置为BURST模式对几路信号逐个循环采样。

与其他LPC2000系列单片机相比．LPC2220增强了自立的基准电压源引脚．这对提高转换精度很有利。

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