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u-blox公司LEON-G100/LEON-G200 GSM/GPRS模块应用:
u-blox公司LEON-G100/LEON-G200 GSM/GPRS模块是为了更好的与u-blox公司的GPS模块配合,制作更小的GPS产品并进行无线数据回传而于2009年推出的无线GPRS回传模块,目前全球最小的GPRS模块的小体积及与GPS模块的简单配合令到这款产品一问世即受到了GPS业界的追捧,u-blox公司的产品一向以优良的性能,超越一般水准的技术支持及功能强大软件配置著称,飞扬科技(深圳市蝴蝶谷科技)将就此来展开新的应用，把GPS获得的数据通过u-blox公司的产品进行快速准确的回传.
我们将为此制作相应的测试工具及全方位的应用资料来奉献给一直以来支持我们不断努力奋斗的网络读者,是你们的支持和努力造就了我们今天的水准,向你们致敬!
修长的体积,紧凑的外观,而清一色的邮票齿一袭u-blox公司8年来的经典,作为世界上第一家发明邮票齿封装的厂商,u-blox功不可未,导致今天所有的模块厂商几乎都是采用这种方式,生产安装简单及维护都是经典到不能再叫绝,而屏蔽盖是一项非常重要的特色,很多人都忽视屏蔽盖的作用,有些国产的几乎就取消了这个配置,而我们一旦翻开历史的长卷,大凡能叫得上经典的例如SHARP公司的顶级专业液晶17寸显示器,光是铝屏蔽盖的重量就能抵得上今天一台24寸三星液晶显示器的全部重量,重要性不言而喻,用于汽车产品可以有效的防止各种各样的外部干扰,同时也防止自身干扰辐射GPS模块,防止GPS性噪比劣化.
目前GPRS模块的全球主要厂商排名是: 索爱 西门子 wavecom这三家在国内的GPRS市场占有份额最大
但是非常遗憾的是,以上三家仅有wavecom公司的GPRS模块可以内嵌相应的客户程序,无需要外挂CPU,可以通过内部控件来管理外围的GPS模块,省去一个CPU的意义不仅仅是成本的降低,更重要的是内置的低耗处理方式,外挂CPU不仅是体积上的不便,成本的上升,可靠性兼容性都是一个非常难以处理的问题.
问题的难点在于wavecom公司的内嵌程序出厂时是空白芯片,需要用专用的软件及工具进行复杂的配置,一般情况下需要专业的FAE,程序上比较难以处理,由于wavecom公司目前运营状况不是很好,加上原港资合作生产方出现问题之后,wavecom的模块已经不再有大的优势.
再提到一点让所有的设计工程师都头昏的地方: GPS模块与GPRS模块摆放在一起的时候会受到强烈的电磁干扰,会严重影响GPS的冷启动时间及精度,这一点所有的手机厂商是深有体会,在两者之间做一个妥善的处理绝非易事,由于以上三家大厂的GPRS模块并不是按照GPS的要求来工作,所以即使是工业模块在二者配合上也会经常出现一些难题.
而我们可以看出,综上所述,u-blox公司的模块最重要的一点是将复杂的GPS软件比较复杂,原来需要工程师进行软件硬件配置的过程省略,不仅相对于以上三家GPRS巨头是体积上的进一步缩小,更重要的是它完完全全是原厂的程序及专业模块,显得更为专业,而且以我们6年来的水准,更有理由相应u-blox公司的软件配置更为强大,道理上来说GPS部分融合会更好,这一点对于专业用户在实际应用研究过程中就会有深入体会.
一般来说,GPRS模块的硬件设计是依各家不同厂的模块来定,有不同的特色,需要根据模块的特性进行合理的设计及优化,才能提供一个良好的硬件条件给模块,让其达到最佳状态.
以上是模块的最基本的连线应用,也就大概的说明了模块使用的轮廓概括,一般来说我们使用新模块之前需要做一块开发板,开发板的原则上是最小系统,先进行供电连接,把串口部分连接查看有无数据,然后其他的应用程序在此基础上进行一步步的增加开发,反过来对于一个初次应用此模块的工程师来说,会由于工作量太大,连接复杂导致出现各种各样异想不到的困难,这点在技术支持过程中是深有体会的,原则上是电源部分先开始,同时串口部分工作,这样我们就可以判断出模块的基本连接是否正确.
GPRS的电源部分的设计也是比较重要,一般来说模块的静态电流不是很大,但是在加电启动的时候每个模块都有些特别的处理,比如西门子的TC-35模块就需要一个短暂的脉冲点火电压,LEON-G100/LEON-G200的模块对启动电流也有些要求,一般来说要设计到启动电流是工作电流的10倍以上,在刚搜寻网络,捕获网络及连接接通的瞬间都是非常耗电的,模块的电源功耗设计应该以最高功耗为基准,在国内常见的无线公话及车载机常用的是美国国半公司的LM2575或LM2576系列,比较常采购,价格也不是很贵,是DC/DC转换类型,线路稳定可靠,而进口的高端产品一般使用凌特公司的电源DC/DC管理系统,后者一般来说有更好的信噪比.
为了更好的测试和应用LEON GPRS模块系列产品的性能,以及帮助客户设计性能更优异的产品,我们从u-blox公司采购了相关原装套件,以下是主板实物:
u-blox 原装评估开发板
u-bolx公司的原装开发板采用LEON-G200 GPRS模块和LEA-6H相结合的设计,通过开关切换可以实现GPS数据指令的GPRS数据流传送,我们对原装板卡进行了深入分析和具体研究,但是发现原装板卡的器件价格昂贵,而且由于全部采用进口顶级物料,采购器件存在极大问题,即使试制成功,相关的芯片组也无法小批量订购,导致样机将无法生产
但究其原理的不断研究,我们总是可以使用国内通用物料来试制开发样机,同时也有利于国内客户实际制作和生产,原装PCB采用四层设计,布线和用料优良,我们经过多次实验,终于开发出与原装板卡接近性能的板卡,由于考虑到国内客户的实际生产工艺,我们改为双面板设计,经过对比测试,GPS与GPRS性能几乎接近原厂板卡,且物料的采购及生产较为方便,在物料类别上做了极大的改进,为客户的实际设计参考和大批量生产将会提供极其宝贵的经验
飞扬科技试制的第一版开发板样机
在实际制作中,由于大多数电脑及笔记本已经摒弃了原有的RS232接口,我们的GPS+GPRS二合一板卡也沿原厂方式采用了双USB口设计,并且在实际EMI测试中,由于是专业高频工程师设计,GPS部分抗干扰能力较强,用无源天线测试与原厂板卡水平即为接近,并且发现整个板卡也并没有能够检查到的干扰,
GPS部分定位速度比较快,在使用原装9V开关电源为电源供应时,GPS部分信号强度都取得了不错的效果
在GPRS部分的测试中,由于采用外接GSM国产天线,定位速度我们的LEON-G100的定位速度居然快于原厂的LEON-G200的入网速度,这是由于原厂的LEON-G200的Firmware固件包版本不如新版的版本高,相信刷新之后会有令人惊奇的改善语音通话效果使用外置耳机线所带的MIC也极为清晰,与有线电话音质接近,远远超过另外一台同卡测试的NOKIA 5230手机通话品质
二合一的板卡由于之前没有太多的GPS与GPRS混合的相关经验,导致第一版几乎在停顿和开发摸索中花费了近半个月的时间反复测试一些基础部件,同时由于选择物料的更改和方案的日渐成熟,还需要不停的做相关跟进测试,随着开发进度的深入和不断的自我应用,已经对第一版开发板进行了一些综合分析和进一步的改善,如果说第一版注重基本平台的建立,第二版的目的在于精细的调整各种相关布局和产品的精细化定位,大约在接下来的一周内会有第二版硬件版本更新,届时相信无论在外观还是基础原理的改进会让它成为工程师的受益参良多的参考方式
在产品的开发过程中,我们对电源部分进行了精确测量和反复测试,主供电电路3.85V的供电,几乎在小电流与大电流的测试中只有30mV的纹波,而改进版本的2.85V上拉电压,也是同样有70db信噪比的300mA LDO供电,在电容和电感的参数中,结合纹波与电压电流进行了反复测试,电路中的主3.85V供电可以持续供应2.5A的电流,而2.85V也有持续供应200mA的能力,已经完全符合原厂设计手册标准
由于重点是对新开发的GPRS模块进行测试,我们依然采用原装评估包中所附带的m-center免费测试软件,用户也可以在我公司的网站内下载区进行下载及安装
LEON系列的软件安装及应用请参考以下链接文档
LEON-G100/LEON-G200模块软件应用
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这里将详细介绍瑞士如何使用u-blox公司的产品来开发GPS系统
关于u-blox公司LEON-G100/LEON-G200 GSM/GPRS模块应用
