【开源GPS追踪】 之 硬件开源

根据设定目标： 使用GPS 采集经纬度，而后经过GPRS模块/wifi 发送到服务器显示，WIFI不常有，全部就使用GPRS模块！

 

对于GPS模块，没有特殊要求，只要输出格式符合NMEA协议便可，为了后续编程方便，尽可能使用输出波特率为9600 的模块。

我使用的是TTL 接口波特率9600 的sirf III，感受还能够。

 

对于GPRS，我手头上有些有方的M590，凑合着用。 

 

对于MCU，最熟悉的51，若是51 能够胜任就用51，目前实现的功能来讲仍是能够的。 若是增长其余功能可使用STM32或者考虑低功耗用MPS430

实物链接图(都是用手上现成的模块用杜邦线链接起来的，用来作验证使用)

 

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1 MCU 与 GPS 链接

  GPS经过MCU 的串口0 与MCU链接，GPS能够经过这个接口把GPS 的数据所有送到MCU，MCU内部对GPS数据进行处理。

2 MCU 与GPRS链接

  GPRS经过MCU的串口与MCU链接。 MCU经过发送命令控制GPRS 上电/断电、TCP 链接以及 数据发送。

  考虑到节能低功耗要求，GPS数据每隔必定时间发送到服务器，按照需求能够修改code 控制这个间隔。 在发送 完数据后，GPRS能够切断电源，等到下次GPS 数据ready的时候再上电(GPRS 工做的时候电流约100mA 左右，GPS+MCU 工做电流约50mA)。若是间隔较大的应用中，必定要这样作，节能很是明显。

  若是对功耗要求很是苛刻的地方，选用MPS430 MCU，GPS选用带有热启动的模块，增长GPS 电源控制电路，控制GPS工做状况，进一步减小电能损耗。

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  为了实现GPRS的启动、断电，结合M590 设计手册，可使用带Enable 的LOD。 我找到的这个模块就有，只是Enable pin 和VCC pin 短接在一块儿了，只要VCC供电，M590就上电了，而我须要的是经过一个pin 让MCU控制供电，因此修改电路，把Enable pin layout 强行"切开"而后连上。最后的效果以下图:

 

   这样，VCC 供电，若是Enable pin 为低电平，M590 也是吃不到电的，经过Enable pin 和 M590 的ON pin 两个控制M590 on\off.（这个具体时序须要参见M590的设计手册，在code 中会有体现。）

 

整体硬件连好，就是这个样子，由于是几个模块堆叠起来的经过杜邦线链接起来，看起来比较乱，可是测试了几下，感受用于定位追踪仍是棒棒的，毕竟成本低廉。 等一些完善好了，打算作一块板子，把GPRS 和 MCU作到一块儿，可是这个须要后面有空才能搞。

目前仍是持续验证完善程序，避免没必要要的bug出现，目前是能用便可！

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web 端定位效果图

定位感受还行，偶尔会出现gps 飘逸。 程序用延时函数实现采集，目前基本50s 采集一次(若是GPS GPRS信号很差，采集间隔时间会延长)

**以前在另外一篇文章里提到流量的问题，感受一天0.3MB就够用了，可是实际上却比较费流量**

 

我使用的是阿里通讯的手机卡，这一周来累计使用了1.88MB流量，其中有一次连续工做10小时，走了约0.6M。与以前计算结果差别挺大，仔细分析，缘由是由于以前计算值考虑了上传时花费的流量，没有考虑服务器收到数据也会给GPRS发送数据，而这一块的数据可能比上传数据要大，实际上用电脑模拟POST GET确实会收到不少数据，这个就不截图了。解决办法：GPRS发送完数据立马关掉TCP。 这个方法尚未实际测量。

 

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20160710 更新

 用杜邦线链接毕竟不是那么美观，因此本身画了PCB。下面贴一下原理图和PCB截图，技术糙，多担待。

 

板子特色

1 M590 模块两种供电模式

由于为了实现使用MCU控制M590 开关，电路须要稍微特殊设置，方案1 使用现成电源芯片spx29300，电压稳定，成本高。 方案2 使用三极管+MOSFET 组合方式，电源电压与供电电压一致，成本低。

2 增长232 接口

由于我这里有一些GPS是232 输出的，到时能够直接使用

这些特色基本都是备份或者重复的功能，因此板子看着东西挺多，其实若是定型，元器件会进一步减小。

 

PCB 的尺寸设计可在TB上找到一款塑料盒子，争取把模块与锂电池同时放进去。

 

预计一周以内打样，半个月左右会焊接调试完毕！愿一切顺利！

 

20160716 更新

这周断断续续review了PCB，发现主要问题有几个

1 NMOS NPN 原理图和PCB库的引脚不能一一对应，根据datasheet 直接在PCB修改net从新布线

2 卡槽直接复制了以前有方V1.0版本，卡槽引脚和PCB也是不能一一对应，直接修改nat 从新布线。

3 M590 模块具备低功耗选项，参考M590数据手册，直接在PCB上把DRT引脚与MCU相链接

修改完成后已经在嘉立创上打样了。。。。下周见！

 

在板子打样好以前，把原来的各个模块规整到一块儿，装到盒子里了，放到电动车里，感受还不错。 上图

GPRS + MCU +电池

GPS模块放到盒子上方，天线须要外露才能收到信号，铁壳会屏蔽信号

铁盒外面GPS天线和GPRS天线都引出了(若是是塑料壳就不要这么麻烦了)

放到电动车上出去走了一圈去趟超市

 

 

20160724 更新

昨天PCB回来，焊接了两块进行了简单测试。

先上图

 

已经测试经过的选项

1 单片机下载程序OK

2 GPRS与单片机链接，通讯正常

3 反接保护电路正常

4

问题：

1 单片机Enable 引脚没有链接

2 R12 应该放到bottom

3 电源芯片封装有点大

4 经过NPN+NMOS控制电源部分压降有1.2V，须要检查