【開源GPS追蹤】 之 硬件開源

根據設定目標： 使用GPS 採集經緯度，而後經過GPRS模塊/wifi 發送到服務器顯示，WIFI不常有，全部就使用GPRS模塊！

 

對於GPS模塊，沒有特殊要求，只要輸出格式符合NMEA協議便可，爲了後續編程方便，儘可能使用輸出波特率爲9600 的模塊。

我使用的是TTL 接口波特率9600 的sirf III，感受還能夠。

 

對於GPRS，我手頭上有些有方的M590，湊合着用。 

 

對於MCU，最熟悉的51，若是51 能夠勝任就用51，目前實現的功能來講仍是能夠的。 若是增長其餘功能可使用STM32或者考慮低功耗用MPS430

實物鏈接圖(都是用手上現成的模塊用杜邦線鏈接起來的，用來作驗證使用)

 

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1 MCU 與 GPS 鏈接

  GPS經過MCU 的串口0 與MCU鏈接，GPS能夠經過這個接口把GPS 的數據所有送到MCU，MCU內部對GPS數據進行處理。

2 MCU 與GPRS鏈接

  GPRS經過MCU的串口與MCU鏈接。 MCU經過發送命令控制GPRS 上電/斷電、TCP 鏈接以及 數據發送。

  考慮到節能低功耗要求，GPS數據每隔必定時間發送到服務器，按照需求能夠修改code 控制這個間隔。 在發送 完數據後，GPRS能夠切斷電源，等到下次GPS 數據ready的時候再上電(GPRS 工做的時候電流約100mA 左右，GPS+MCU 工做電流約50mA)。若是間隔較大的應用中，必定要這樣作，節能很是明顯。

  若是對功耗要求很是苛刻的地方，選用MPS430 MCU，GPS選用帶有熱啓動的模塊，增長GPS 電源控制電路，控制GPS工做狀況，進一步減小電能損耗。

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  爲了實現GPRS的啓動、斷電，結合M590 設計手冊，可使用帶Enable 的LOD。 我找到的這個模塊就有，只是Enable pin 和VCC pin 短接在一塊兒了，只要VCC供電，M590就上電了，而我須要的是經過一個pin 讓MCU控制供電，因此修改電路，把Enable pin layout 強行"切開"而後連上。最後的效果以下圖:

 

   這樣，VCC 供電，若是Enable pin 爲低電平，M590 也是吃不到電的，經過Enable pin 和 M590 的ON pin 兩個控制M590 on\off.（這個具體時序須要參見M590的設計手冊，在code 中會有體現。）

 

整體硬件連好，就是這個樣子，由於是幾個模塊堆疊起來的經過杜邦線鏈接起來，看起來比較亂，可是測試了幾下，感受用於定位追蹤仍是棒棒的，畢竟成本低廉。 等一些完善好了，打算作一塊板子，把GPRS 和 MCU作到一塊兒，可是這個須要後面有空才能搞。

目前仍是持續驗證完善程序，避免沒必要要的bug出現，目前是能用便可！

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web 端定位效果圖

定位感受還行，偶爾會出現gps 飄逸。 程序用延時函數實現採集，目前基本50s 採集一次(若是GPS GPRS信號很差，採集間隔時間會延長)

**以前在另外一篇文章裏提到流量的問題，感受一天0.3MB就夠用了，可是實際上卻比較費流量**

 

我使用的是阿里通訊的手機卡，這一週來累計使用了1.88MB流量，其中有一次連續工做10小時，走了約0.6M。與以前計算結果差別挺大，仔細分析，緣由是由於以前計算值考慮了上傳時花費的流量，沒有考慮服務器收到數據也會給GPRS發送數據，而這一塊的數據可能比上傳數據要大，實際上用電腦模擬POST GET確實會收到不少數據，這個就不截圖了。解決辦法：GPRS發送完數據立馬關掉TCP。 這個方法尚未實際測量。

 

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20160710 更新

 用杜邦線鏈接畢竟不是那麼美觀，因此本身畫了PCB。下面貼一下原理圖和PCB截圖，技術糙，多擔待。

 

板子特色

1 M590 模塊兩種供電模式

由於爲了實現使用MCU控制M590 開關，電路須要稍微特殊設置，方案1 使用現成電源芯片spx29300，電壓穩定，成本高。 方案2 使用三極管+MOSFET 組合方式，電源電壓與供電電壓一致，成本低。

2 增長232 接口

由於我這裏有一些GPS是232 輸出的，到時能夠直接使用

這些特色基本都是備份或者重複的功能，因此板子看着東西挺多，其實若是定型，元器件會進一步減小。

 

PCB 的尺寸設計可在TB上找到一款塑料盒子，爭取把模塊與鋰電池同時放進去。

 

預計一週以內打樣，半個月左右會焊接調試完畢！願一切順利！

 

20160716 更新

這周斷斷續續review了PCB，發現主要問題有幾個

1 NMOS NPN 原理圖和PCB庫的引腳不能一一對應，根據datasheet 直接在PCB修改net從新佈線

2 卡槽直接複製了以前有方V1.0版本，卡槽引腳和PCB也是不能一一對應，直接修改nat 從新佈線。

3 M590 模塊具備低功耗選項，參考M590數據手冊，直接在PCB上把DRT引腳與MCU相鏈接

修改完成後已經在嘉立創上打樣了。。。。下週見！

 

在板子打樣好以前，把原來的各個模塊規整到一塊兒，裝到盒子裏了，放到電動車裏，感受還不錯。 上圖

GPRS + MCU +電池

GPS模塊放到盒子上方，天線須要外露才能收到信號，鐵殼會屏蔽信號

鐵盒外面GPS天線和GPRS天線都引出了(若是是塑料殼就不要這麼麻煩了)

放到電動車上出去走了一圈去趟超市

 

 

20160724 更新

昨天PCB回來，焊接了兩塊進行了簡單測試。

先上圖

 

已經測試經過的選項

1 單片機下載程序OK

2 GPRS與單片機鏈接，通訊正常

3 反接保護電路正常

4

問題：

1 單片機Enable 引腳沒有鏈接

2 R12 應該放到bottom

3 電源芯片封裝有點大

4 經過NPN+NMOS控制電源部分壓降有1.2V，須要檢查