基于单片式定位芯片在无线信息测距中的研究

王晓利

（宝鸡文理学院电子电气工程系，陕西宝鸡，721016）

0 引言

目前，高速公路以其同向性、封闭性和快捷性，给经济建设和社会发展带来巨大效益的同时，却存在着极大的事故风险。据不完全统计，近五年汽车追尾碰撞呈现多发态势，数量占我国高速公路事故的三成以上，其中连环追尾碰撞所造成的人生伤亡惨烈程度为各类事故之首。故降低追尾事故的发生率，会给高速路上人身和财产安全带来极大的保障，本文以新的设计思路针对汽车安全测距无线信息传输提出具有实用意义的解决方法。

1 CXD2951GA-2单片式定位芯片

1.1 CXD2951GA-2性能介绍

CXD2951GA-2是基于卫星测量系统GPS单芯片的LSI(大规模集成电路)，这个LSI的单芯片系统配置可实现低成本，低功耗的无线传输方式。

与传统的方法比较，位置检测时间和灵敏度在使用先进的信号处理计划可大幅度改善，与整合双发的无线电和基块构成一个单一的COMS集成电路，CXD2951GA-2是理想的应用在汽车，手机，手持式导航，移动电脑和其他基于位置的应用场合。

1.2 CXD2951GA-2内部结构

CXD2951GA-2有12个频道GPS，可同时接收12颗卫星信号；其接收频率可达到1575.42MHz；参考时钟频率为18.414MHz（GPS, Sony 标准）主要应用独特的工作频率；具有32位的精简指令集（RISC）CPU(ARM7TDMI)和288K字节的可编程ROM、72K字节的读写数据RAM；其电源管理实现了系统化，具有通用非同步首发传输器；可采用视图定位，传输格式支持NEMA-0183协议并支持辅助的GPS蜂窝系统。其内部结构如图1所示。

1.3 CXD2951GA-2无线通信模块

无线模块框图2显示芯片的射频部分，该信号从RFINport（pin47）引出，被放大混合降低到2MHz的正弦和余弦正交混合的中频器中，波段图像输出通过滤波和该信号再一次被混合降低到第二个有1MHz的相关设置的正交混合的中频器中，该信号转换为由实时和预设组成，第二个中频混合的图像信号被最后一个带通滤波器恢复，这个实时信号将最后一次被放大并传输到数字基带处理单元。为了提供持续的内部频率，TCXO频率可实时对电路进行计数，内部锁相环（PLL）自动的提供正确的频率，使得射频混合和基带处理正常操作。

2 CXD2951GA-2单片式定位芯片与SCM通讯流程

2.1 系统总体程序设计

无线信息传输需要卫星定位信息的接收，汽车信息的接收和播发，汽车间距的计算显示报警三大程序模块。主流程图如图3所示。

2.2 GPS数据接收中断服务程序设计

由于GPS芯片每秒钟向外发出1个同步秒脉冲信号PPS和1个串定位、速度和时钟信号，所以单片机采用外部中断方式每秒钟接收一次GPS信号，GPS芯片的输入输出按照NMEA

图2 CXD2951GA-2的无线

图3 系统总流程图

图4 GPS数据接收中断服务流程图

通信格式，系统需要读取GPS空间定位和速度数据，1条$GPRMC语句中内含13条记录：语句标识头、世界时间、定位状态、纬度、纬度方位、地面速度、地面线路、日期、磁偏角、校验和结束标记，共占70Bit。GPS数据的接收在中断服务程序中进行，流程图如图4所示。

3 系统软件模块化设计

3.1 GPS中断处理子程序

I0_GPS4800:

CLR EX0 ;关中断INT0

LCALL GPS4800 ;调用GPS4800子程序

JB Fg_Receive_Over,I0_GPS4800_Next;判断Fg_Receive_Over，当数据接收完标志为1时跳到I0_GPS4800_Next;否则，开中断INT0

SETB EX0

JMP I0_GPS4800_Reti

I0_GPS4800_Next:

CLR EX0

I0_GPS4800_Reti:

RETI ;中断返回

3.2 GPS无线传输的中断主程序

MAIN:

MOV SP, #70H;

ANL TMOD, #0F0H

ORL TMOD, #02H ;设置定时器T0工作在方式2

ANL TCON, #0FEH;

ORL TCON, #01H ;设置外部中断INT0为跳沿触发方式；

MOV Receive_Frame_Count,#0 ;对帧头接收字节个数计数器清零

CLR Fg_Receive_Frame ;对帧头接收标志清零

CLR Fg_Receive_Over ;对数据接收完标志清零

MOV TH0,#40H

MOV TL0,#40H

;每一位的延续时间T=1/4800=2.08*(10-4)S;定时器记数次数N=T/t=192

;t=1/(11059200/12)s,所以定时器初值=256-192=64=40H

SETB EX0 ;打开外部中断INT0

SETB EA ;打开中断

NEXT1: JMP $

END

4 结束语

该系统主要解决了在高速路公路上建立起一种无线通讯机制的问题，运用GPS技术有效地使自车和邻车进行无线信息传输，预防了追尾事故的发生。随着我国高速公路以及现代通信技术的迅猛发展，运用无线通信技术解决高速路段追尾问题将会越来越多，除了汽车电子，在导航、移动通信、计算机网络、智能楼宇等设计中也会得到广泛应用。

图1 CXD2951GA-2的内部结构图

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