ATmega16A低成本的GPS接收系统设计

赵榉云,张波涛,胡宁博,杨薇

(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051)

赵榉云(硕士研究生),主要从事信号与信息处理方面的研究。

引 言

GPS(全球定位系统)是为海上、陆地和空中各种运输工具和移动设备的导航和定位而开发的,具有高精度、全天候、全球性和点间无需通视等优点,使测量技术发生了质的飞跃[1]。在GPS的行业应用中,数据接收系统是最基本的设备。目前,数据接收系统具有智能化和可扩展性不断增强的发展趋势,表现为内嵌的MCU性能越来越高,外围接口越来越丰富,但软硬件成本不断上升,减缓了GPS接收系统平民化的趋势[2]。综上所述,本文设计了一种基于单片机ATmega16A[3]的低成本、可存储、无线传输GPS接收系统。实验证明,该系统稳定度高,可以满足各种工程测量以及勘察测量等民用要求。

1 GPS接收系统结构及工作原理

GPS接收系统实现本地GPS信号读取、系统控制、数据接收、数据存储、数据读取和无线收发等功能。其系统结构框图如图1所示。

GPS接收系统工作过程为:ATmega16A利用GPS模块获取其所在位置的经纬度等信息,并将该测试点处的数据通过USB接口传输到PC机中,通过上位机软件完成对数据的转化。此外,ATmega16A带有片上Flash,也可实现对接收数据的存储功能,以便进行离线处理。AT-mega16A通过控制无线收发模块,实现了对数据发送的功能[4]。

2 GPS接收系统硬件设计

GPS接收系统主要由电源模块、GPS模块、GPS天线模块、控制模块、无线收发模块和数据存储模块等部分组成。

2.1 电源模块