Cовмещенный GSM/GPRS/GPS модуль с поддержкой A-GPS, производства фирмы Enfora

№ 2’2006
PDF версия
Американская фирма Enfora хорошо известна во всем мире, в том числе и в России, как один из ведущих производителей модулей стандартов GSM/GPRS, EDGE, CDPD и 802.11. Базовые GSM/GPRS-модули GSM0108, и модули нового поколения EDG0100 с поддержкой EDGE получили всемирное распространение, также как и построенные на их основе внешние терминалы GSM1208, GSM1218, EDG1228. Новый GSM/GPRS модуль фирмы Enfora со встроенным GPS-приемником отличается от других аналогичных продуктов поддержкой технологии A-GPS, низким энергопотреблением, высокой чувствительностью и малым временем старта.

Технологи A-GPS

Первые навигационные устройства на базе GPS появились более двадцати лет назад. Сегодня бытовые GPS навигаторы являются привычными и необходимыми приборами для автомобилистов, туристов, грибников, рыболовов, т.е. всех тех, кому необходимо иметь возможность в любой момент определить свое местонахождение.

В конце 2005 года в системе GPS было задействовано 24 рабочих спутника. Спутники размещены на 6 орбитальных плоскостях с орбитами 20200 км и наклонением 55°.

На борту каждого спутника имеются передатчики, которые непрерывно излучают сигналы на двух частотах: 1575,42 МГц и 1227,60 МГц. С каждого спутника передаются: «псевдослучайный код» (PRN — pseudo-random code), «эфемериды» (ephimeris) и «альманах» (almanach). Альманах содержит информацию о параметрах орбит спутников, а эфемериды информацию с уточненными параметрами движения спутников.

Для определения координат GPS приемник на земле должен получить и обработать информацию как минимум от четырех спутников.

Основными характеристиками, определяющими качество работы GPS — приемников является точность определения координат и время их вычисления. Алгоритм вычисления координат основан на сопоставлении координат спутников с разностью времени получения приемником сигналов от различных спутников. На сегодняшний день — это достаточно сложные алгоритмы, требующие определенных затрат вычислительной мощности. Время вычисления координат зависит, кроме технических характеристик приемника, прежде всего от того, какая информация находилась в приемнике на момент начала вычислений. Различают понятия «холодный», «теплый» и «горячий» старт.

«Холодный старт» — это случай, когда приемник не имеет информации об альманахах и эфемеридах спутников, находящихся в зоне его видимости. Нет синхронизации по времени с сетью GPS.

«Теплый старт» — альманах есть, а эфемерид нет. Есть синхронизация по времени.

«Горячий старт» — это ситуация, когда в навигаторе имеются альманах, эфемериды и точное время.

GPS-приемник должен находиться в зоне прямой видимости четырех спутников. Однако в условиях городской застройки из-за переотражения сигналов между зданиями, в тоннелях, под мостами и т.п. это условие не всегда выполняется. Кроме того, определение координат с помощью GPS-приемников возможно лишь на открытой местности. Внутри экранируемых зданий и транспортных средств GPS-приемники не работают из-за того, что не хватает мощности сигналов со спутников.

Перечисленные факторы приводят к значительному увеличению времени, которое необходимо для вычисления координат. Отмеченные недостатки вызвали необходимость разработки новых технологий. Одной из таких технологий, успешно внедряемой во всем мире, является технология A-GPS (Assisted GPS) — система глобального позиционирования с поддержкой от вспомогательного сервера. Основное отличие этой технологии от традиционной GPS заключается в том, что в A-GPS дополнительно используется внешний сервер поддержки (assistance server).

Структурная схема сети с поддержкой A-GPS показана на рис. 1.

Структурная схема сети с поддержкой A-GPS

Рис. 1. Структурная схема сети с поддержкой A-GPS

Подобные вспомогательные серверы могут поддерживаться, как на локальных корпоративных уровнях, так и региональных уровнях операторами сотовой связи.

При работе в режиме A—GPS мобильный терминал собирает максимально возможное количество данных со спутников и полностью пересылает их через GPRS на вспомогательный сервер AGPS. Одновременно мобильный терминал проводит предварительную выборочную обработку данных со спутников и пересылает результаты через GPRS на вспомогательный сервер A-GPS.

В свою очередь вспомогательный сервер AGPS проводит обработку данных со спутников и создает файл текущих расчетов. Затем файл текущих расчетов пересылается через GPRS на мобильный терминал. В результате на мобильном терминале становятся доступными данные, необходимые для расчетов подробной геодезической информации.

В общем случае на вспомогательный сервер поступает информация со всех GPS — приемников, работающих в данной сети. При этом сервер может быть оснащен своим собственным мощным GPS — приемником и выступать в качестве ретранслятора сигнала от спутников. На вспомогательном сервере хранится точная навигационная информация обо всех спутниках, полученная от всех GPS- приемников, находящихся в сети. Благодаря этому для устройств, работающих в режиме A-GPS, значительно сокращается время вычисления координат.

Кроме того, устройства с поддержкой A-GPS могут работать в местах, где в прямой видимости нет спутников или сигнал достаточно слабый, например, внутри помещений. Примером такого устройства может служить КПК HP hw6515 iPAQ, появившийся в массовой продаже в 2006 году. В этом КПК реализована опция A-GPS, основанная на технологии LTO, разработанной фирмой Globallocate.

Следует отметить, что реализация сети A-GPS требуют дополнительных затрат на создание и эксплуатацию серверов поддержки и программного обеспечения.

Сегодня в мире эксплуатируется множество AGPS сетей различного уровня сложности и с различными уровнями дополнительного сервиса. Например, в Японии в региональной сети A-GPS, поддерживаемой оператором сотовой связи, одновременно с определением координат любой пользователь получает возможность загружать карты местности, создавать и сохранять свои маршруты, отправлять их другим пользователям по электронной почте. Также предоставляется возможность поиска объектов на карте, создание маршрута до выбранного объекта с выбором оптимального вида транспорта.

В США при поддержке правительства развивается программа создания глобальной сети A-GPS, согласованной со службой спасения 911. Если в случае опасности нажать на выделенную клавишу КПК, то координаты пользователя в течение нескольких секунд окажутся в службе спасения. Как один из вариантов систем безопасности предоставляется услуга, при которой любое отклонение от заданного маршрута регистрируется, а на телефон или ПК приходит извещение об этом. Такая услуга крайне полезна для детей и стариков. Региональные сети с поддержкой AGPS запущенны также во Франции, Финляндии, Чехословакии, Венгрии.

 

Модуль Enfora Enabler II-G A-GPS MLG0208-xx

Следуя своему основному принципу — «Максимум функциональности при минимуме затрат», фирма Enfora выпустила в 2006 году совмещенный GSM/GPRS/GPS модуль с поддержкой A-GPS. Новый модуль MLG0208 представляет собой GPS и GSM/GPRS блоки, объединенные в одном устройстве. Благодаря уникальному программно-аппаратному решению в новом модуле реализована поддержка A-GPS. Модуль MLG0208 предназначен для малогабаритных, переносных навигационных устройств с батарейным питанием. Поэтому при его проектировании ставились задачи максимального снижения энергопотребления, габаритных размеров, веса при достижении минимального времени вычисления координат.

В режиме GSM модуль обеспечивает работу в четырех диапазонах частот 850/900/1800/1900 МГц. Блок GSM/GPRS, изготовленный на базе чипов TEXAS INSTRUMENTS, поддерживает все основные функции стандарта EGSM и GPRS класс 10. Основные технические характеристики GSM/GPRS блока приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики GSM/GPRS блока модуля MLG0208
Основные технические характеристики GSM/GPRS блока модуля MLG0208

Как и в других модулях серии Enabler, в моделях MLG0208 реализованы опции «Сборка-разборка пакетов (Packet Assembler/Disassembler — PAD» и «Обработка событий (Event Processing)».

Опция PAD, реализующая функцию UDP/TCP сборки/разборки пакетов, позволяет конвертировать, упаковывать и передавать данные со стандартного последовательного интерфейса без специального протокола, необходимого внешнему устройству. Это дает возможность прозрачного подключения традиционных устройств к GPRS (и далее, к IP) сети. Модуль MLG0208 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы при включении питания автоматически активировалась функция PAD, устройство регистрировалось в сети, и начинался сбор и передача информации с GPS модуля.

В модулях (Event Processing) также предусмотрены широкие возможности по обработке событий (Event Processing). Модуль может быть запрограммирован таким образом, чтобы внешние события, такие как, например, регистрация в сети или же ввод-вывод общего назначения отслеживались и вызывали бы определенного рода действия (изменение состояния выходного интерфейса, посылка SMS-сообщения и др.). Подобные функции обработки событий не требуют внешнего контроллера и доступны через интерфейс управления (AT-команды).

Для конфигурирования пользовательских I/O используется прикладная программа Enfora Event Tools. Никакого дополнительного оборудования для этого не требуется. Работа с программой осуществляется в диалоговом режиме.

Под термином «события» понимаются состояния вводов/выводов, режим питания, связи и т.д. Например, в качестве входящих событий можно задать GPS расстояние, GPS максимальная скорость, GPS регион (заданные точки с фиксированными координатами центра и радиусом), GPS спутник (действующий, недействующий) и т.д.

В окне «Исходящие события» можно выбрать следующие значения: UDP API сообщение, UDP подтверждение или UDP broadcast сообщение (номер сообщения, ID модуля, номер GPIO, аналоговый сигналы 1 и 2, сохранить сообщение, триггерное событие, GPS дата и время, координаты, количество спутников).

Все события могут быть дополнительно разбиты по отдельным группам, которые будут обрабатываться поочередно.

Программное обеспечение позволяет осуществлять управление модулем посредством UDP API даже в том случае, если модем не зарегистрирован в GPRS-сети (не назначен внешний динамический IP-адрес).

Блок GPS модуля MLG-208 построен на основе чипсета Marlin, производства американской фирмы Globallocate. Чипсет включает усилитель, полностью интегрированный приемник и GPS — процессор. Доступ к GPS-данным возможен в форматах NMEA и SUPL (Secure User Plane Location).

В новых модулях MLG0208 применяется технология LTO (Long Term Orbit), разработанная фирмой Globallocate специально для стандарта A-GPS. Приемнику, использующему LTO, достаточно сигнала самого слабого уровня для того, чтобы зафиксировать спутник. Технология LTO защищена патентам США и широко используется во всем мире с 2002 года.

Это технология является своеобразным шлюзом между традиционной системой GPS и A-GPS. В отличие от традиционных систем A-GPS, для которых необходима постоянная связь с сервером поддержки, устройства с поддержкой LTO могут работать при потере основного сигнала. Следует подчеркнуть, что обычные GPS — приемники в таком случае переходят в режим ожидания. Устройства, использующие LTO, обеспечивают быстрый старт и могут быть синхронизированы через GPRS, Bluetooth, WLAN.

Модуль MLG0208 удовлетворяет стандарту «3GPP A-GPS standards». Кроме A-GPS, модуль может работать и в стандартном режиме GPS. Выбор режима работ программируется с помощью АТ — команд.

Блок GPS модуля поддерживает все стандартные функции GPS. В модуле используется 10-канальный приемник, который работает на частоте 1.5 ГГц и имеет чувствительность -160 дБм. Модуль MLG0208 управляется, как с помощью АТ — команд, так и через UDP/API, CMUX.

В качестве внутренних протоколов используются: PPP, UDP/API, UDP/PAD CMUX, TCP/PAD. Напряжение питания 3.3 — 4.5 В.

Модуль MLG0208 имеет восемь пользовательских вводов/выводов (GPIO) , 8-разрядный АЦП (1.75 В), 10-разрядный ЦАП, аудио-вводы /выводы. Каждый из пользовательских вводов/выводов может быть сконфигурирован, как ввод или как вывод. При этом GPIO могут быть использованы или под конкретную задачу пользователя или для контроля параметров и управления модулем. Для этой цели используется ПО Event tools.

В модуле поддерживаются основной, стандартный UART-16550 с КМОП уровнями и дополнительный UART для управления и отладки. Для передачи данных и управления модулем предусмотрены три варианта использования UART (рис. 2).

Структурная схема работы UART модуля MLG0208

Рис. 2. Структурная схема работы UART модуля MLG0208

В первом случае основной порт выделяется специально в качестве канала связи с блоком GSM/GPS — блоком, а второй вспомогательный UART используется для связи с GPS — блоком.

Во втором случае основной порт используется и для передачи NMEA — GPS сообщений и для работы по GSM/GPRS каналу через одно и то же PPP-соединение.

Второй вспомогательный UART в данном варианте используется как отладочный порт. Пользователь самостоятельно должен создавать приложение, которое будет сохранено в памяти модуля и использовано для выбора режимов работы портов.

Внешний вид модуля MLG0208 со стороны разъема

Рис. 3. Внешний вид модуля MLG0208 со стороны разъема

В третьем варианте GPS — данные и GSM/GPRS информация передаются по основному порту через одно PPP — соединение. Вспомогательный порт при этом используется, как отладочный. Для выбора режима работы портов так же, как и во втором варианте нужно писать специальное приложение.

Для подключения антенн используется стандартный U.FL разъем. Все интерфейсные группы выведены на 60- контактный разъем MOLEX. На рис. 3 показан модуль MLG0208 со стороны разъемов.

В настоящее время выпускаются две модели: MLG0208-00 без держателя SIM — карты и MLG0208-01 с держателем SIM — карты.

Модуль MLG0208 предназначен для работы в диапазоне температур от -30°C до + 70°C.

Модуль MLG0208 может работать в трех режимах GPS, которые получили названия: автономный/стандартный, A-GPS (с поддержкой сети мобильной связи) и комбинированный.

Автономный режим — это стандартный режим работы GPS. В данном режиме GPS — приемник работает в реальном масштабе времени и получает мгновенные значения эфемерид со спутников, находящихся в зоне его видимости. Полученные со спутника данные транслируются через последовательный порт в формате NMEA. При этом на приемник поступает информация о местоположении спутника, его скорости, курсе, и т. д. Эти данные пересылаются через GSM/GPRS блок на соответствующее терминальное устройство. Параметры работы в этом режиме задаются специальной АТ — командой (AT$GOPMD).

Принцип работы режима с поддержкой сети мобильной связи (A — GPS) был рассмотрен выше (рис. 1). В этом режиме GPS — приемник определяет координаты с помощью вспомогательного сервера.

Комбинированный режим используется в тех случаях, когда GPS — приемник имеет недостаточное количество данных для точных вычислений координат. Этот режим реализуется при пропадании спутников из зоны видимости приемника, при переотражениях сигнала в городах и гористой местности, плохого прохождения сигнала при различных атмосферных явлениях и.т.д. В данном режиме данные со спутника частично обрабатываются самим GPS-приемником, а частично отправляются на вспомогательный сервер. Вспомогательный сервер проводит дополнительные вычисления на базе информации, полученной от других приемников, а затем посылает скорректированные данные обратно на мобильный терминал. Мобильный терминал проводит точные вычисления с использованием данных, полученных со вспомогательного сервера.

Для российских разработчиков хорошо знакомы совмещенные GSM/GPRS/GPS модули XT55 Siemens и Q2501 Wavecom. Поскольку MLG0208 является новым продуктом на российском рынке, то представляется целесообразным сравнить основные технические параметры модулей этих трех фирм.

В таблице 2 приведены сравнительные характеристики совмещенных GSM/GPRS/GPS модулей Siemens, Wavecom, Enfora. Поскольку характеристик GSM/GPRS блоков совмещенных модулей этих фирм практически одинаковы, то в таблице 2 приведены только общие и GPS — характеристики.

Таблица 2. Сравнительные характеристики совмещенных GSM/GPRS/GPS модулей Siemens, Wavecom, Enfora
Сравнительные характеристики совмещенных GSM/GPRS/GPS модулей Siemens, Wavecom, Enfora

Основное отличие модулей Enfora от модулей других производителей заключается в экономном энергопотреблении. Приемник GPS модуля MLG0208 Enfora потребляет 50 мА, в то время как приемники в других моделях потребляют 125 — 150 мА.

Сниженное энергопотребление достигается за счет технологии LTO (Long Term Orbit), фирмы Globallocate, позволяющей увеличить точность вычисления и уменьшить число каналов приемника. Поэтому 10 — канальный GPS — приемник модуля Enfora, позволяет добиться такой же точности, как и 16 — канальные приемники модулей Siemens и Wavecom.

Модуль MLG0208 Enfora имеет меньшие времена для теплого и горячего старта при работе в стандартном автономном режиме GPS. Однако из-за меньшего числа каналов приемника модули Enfora имеют время холодного старта больше, чем у конкурентов.

Сравнивая общие характеристики модулей, можно сказать, что MLG0208 Enfora наименьший среди конкурентов по весу и габаритным размерам.

Следует отметить также четыре диапазона GSM — блока модулей Enfora, позволяющие использовать изделия на базе этих модулей в любой точке мира.

Немаловажно также и то, что модуль MLG0208 дешевле модулей Siemens и Waecom.

Кроме того, нужно подчеркнуть одно из главных преимуществ Enfora — расширенный набор АТ — команд для GSM/GPRS и GPS блоков.

Основное отличие модулей от продукции других производителей заключается в том, что стандартные случаи пользовательских приложений уже зашиты в базовое программное обеспечение. Это позволяет управлять GSM/GPRS и GPS блоками, а также пользовательскими вводами/выводами с помощью расширенного набора АТ команд.

Дополнительную информацию о продукции Enfora можно найти на сайте www.enfora.com /ссылка утрачена/. Для получения документации нужно последовательно перейти по страницам сайта: PRODUCT — SUPPORT — DOUNLOADS — GSM.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada