基于GPS和射频模块的信标机设计

1、 中 北 大 学毕业设计中期总结学 生 姓 名：钟佳志学 号：1206044129学 院：仪器科学与技术专 业：电子科学与技术设计题目：基于GPS和射频模块的信标机设计指导教师:文丰 2016 年1月5日毕业设计中期总结院系仪器与电子学院班级12060441学生姓名钟佳志指导教师文丰题目名称：基于GPS和射频模块的信标机设计主要任务：使用单片机采集解析GPS定位信息并发送，通过相应的手持接收设备将收到的信息在PC端显示，最终完成地理位置信息的测试工作。1）查阅相关资料，学习相关知识，了解GPS和射频模块的相关知识；2）了解硬件电路的实现流程和步骤，根据设计要求选型芯片，熟悉单片机；3） 学习并

2、掌握Altium Designer或protel 99se等电路设计软件在电子设计中的应用；4）绘制PCB板图，并制作PCB板、焊接、并使用示波器万用表等工具调试；5）学习并掌握silion lab和keil等软件在程序设计中的应用；6）撰写符合本科毕业设计规定的毕业论文；7）翻译相关外文资料一份；1. 开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果（方案、图纸、代码等支撑，任务书要求与已完成工作对照表）（一）设计方案系统工作流程如图1所示，信号发送装置的 GPS接收模块接收卫星发射的 GPS原始数据，数据选通模块接收 GPS原始数据，然后将 GPS原始数据发送到数据处理模块，数据处理模块从GPS原

3、始数据解析出时间、经度、纬度和海拔高度信息并且编帧，通过信号发送装置将数据发送，通过射频无线网络传输；信号接收装置接收信号发送装置发送的数据，通过数据选通模块传输到数据处理模块，信号接 收装置自身的 GPS接收模块接收本机的 GPS原始数据同样通过数据选通模块传输到数据处理模块，数据处理模块将 GPS原始数据中的时间、经度、纬度和海拔高度信息提取并与GPS发送装置发送的定位信息编辑成一帧，通过USB通信模块发送到上位机中。上位机对定位信息进行实时显示。图1 整体框图（二）相关知识单片机特性：1、系统结构简单，使用方便，实现模块化；2、单片机可靠性高，可工作到106 107小时无故障；3、处理功

4、能强，速度快。4、低电压，低功耗，便于生产便携式产品。5、控制功能强。6、环境适应能力强。信标机是一种能够向外界传递特定标识信号的仪器设备。它的应用范围非常广，可以用在航海、航天、汽车导航、手持机、气象等领域。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进

5、制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。（三）部分原理图图2 GPS接收电路图图3 TPS70358电路图 由于系统有多个模块组成,供电方案要进行特殊设计。为了保证无线模块发射功率必须提供稳定的电压,如果电源不稳定就会影响无线模块的工作,同时假如电源功率不够也会影响 GPS 的启动速度。 TPS70358 是自耗很低的集成稳压器,它的自有噪音非常低,同时具有较高的电源纹波抑制性能,因此,该器件适用于一片重要器件供电的电压转换。它可以把 5V 同时转换成 3.3V 和 2.5V。（四）现阶段工作总结任务书要求与已完成工作对照表起迄日期任务书工作内容现阶段完成内容10月15日11月30日查阅

6、GPS相关资料已完成查阅射频相关资料已完成信标机相关资料已完成完成开题报告已完成12月1日12月31日熟悉接收、发送模块已完成熟悉电源模块已完成设计详细实现方案已完成1月1日2月28日设计硬件电路原理图PCB版图正在准备2. 存在的主要问题及解决办法1）此次设计中用单片机作为控制芯片，与各模块间的连接有一定的难度。需深入学习单片机语言来控制好此芯片。2）对信标机、射频模块、GPS模块还不是很了解，这一块知识欠缺的比较多。需在这一块多花时间学习并掌握，使各模块之间完美的连接起来。3) 对软件掌握还不够熟练，以后加强对软件的操作。4）仍然没有具体硬件、软件设计，在接下来的时间要具体着手开始实际上的硬件与软件制作，并经过多次的测试与摸索完成原理图的设计，并制作出PCB图，逐渐做出成品，完成毕业设计。 3. 下一步的主要研究任务、具体设想与安排以及是否可以按时完成任务的分析1）理解各模块的原理及使用方法。2）原理图设计，完成PCB版图。3）完成单片机程序设计。4）进一步学习并掌握上位机显示器模块部分。5）完成实物的制作，对其进行多次的调试，以此达到任务的要求，按时完成毕业设计。4.指导教师对该生前期设计工作的评价该生在前期通过