Modulo ricevitore PCM-GPS WinSystems

Informazioni sul prodotto
Specifiche
- Caratteristiche GPS: sono supportati i protocolli TSIP, TAIP e NEMA 0183
- Supporto dell'uscita a impulsi per uno standard temporale accurato
- Collegamento dell'antenna elettrica esterna tramite SMA standard
- La batteria di bordo conserva l'almanacco GPS
- Modem cellulare (opzionale)
- Supporto ZigBee (opzionale)
- Supporto modem (opzionale)
- Intervallo di temperatura operativa industriale
- Fattore di forma: scheda PCM-GPS
Istruzioni per l'uso del prodotto
Introduzione
Questo manuale fornisce le informazioni necessarie riguardanti la configurazione e l'utilizzo della scheda PCM-GPS. Se hai domande o hai bisogno di assistenza, puoi contattare il nostro gruppo di supporto tecnico all'indirizzo Numero di telefono: 817-274-7553, dal lunedì al venerdì, dalle 8:5 alle XNUMX:XNUMX, ora solare centrale (CST).
Informazioni generali
La scheda PCM-GPS offre varie caratteristiche e capacità:
- Caratteristiche GPS: la scheda supporta i protocolli TSIP, TAIP e NEMA 0183. Fornisce inoltre un'uscita a impulsi per uno standard temporale accurato. Inoltre, dispone di una connessione per antenna di alimentazione esterna tramite SMA standard e di una batteria integrata che mantiene l'almanacco GPS.
- Modem cellulare opzionale: la scheda supporta un modem cellulare opzionale per funzionalità avanzate.
- Supporto ZigBee opzionale: la scheda offre anche il supporto ZigBee opzionale per la comunicazione wireless.
- Supporto modem opzionale: fornisce supporto modem opzionale per opzioni di connettività aggiuntive.
- Intervallo di temperature operative industriali: la scheda è progettata per funzionare in un intervallo di temperature industriali.
- Fattore di forma: la scheda PCM-GPS è progettata con un fattore di forma specifico per una facile integrazione nel sistema.
Capacità funzionale
Selezione dell'indirizzo I/O
La selezione dell'indirizzo I/O consente di configurare la scheda
Indirizzo base I/O. Per selezionare l'indirizzo, attenersi alla seguente procedura:
- Individuare il ponticello J4/J7 sulla scheda.
- Se si desidera impostare l'indirizzo su 300H posizionare un ponticello su tutte e 7 le posizioni (1-14).
- Se vuoi disabilitare una porta, posiziona un ponticello su tutte le 7 posizioni (1-14) per quella particolare porta. Questo imposta l'indirizzo su 000H.
Interruzione del routing
La funzionalità di instradamento degli interrupt consente di instradare gli interrupt a fonti specifiche. Per instradare un'interruzione, attenersi alla seguente procedura:
- Individua la posizione IRQ desiderata per la sorgente a cui desideri instradare l'interrupt.
- Posizionare un ponticello nella posizione IRQ desiderata
- Per le fonti non utilizzate, lasciatele senza ponticelli.
- Ogni sorgente deve avere il proprio interrupt univoco.
Domande frequenti
D: Come posso contattare il supporto tecnico?
R: Puoi contattare il nostro gruppo di supporto tecnico all'indirizzo Numero di telefono: 817-274-7553, dal lunedì al venerdì, dalle 8:5 alle XNUMX:XNUMX, ora solare centrale (CST).
Superiore View – Connettori
Per comodità dell'utente, è stata fornita una copia del Visual Index con collegamenti diretti ai dati di configurazione di connettori e ponticelli.

Introduzione
Questo manuale ha lo scopo di fornire le informazioni necessarie riguardanti la configurazione e l'utilizzo della scheda PCM-GPS. WinSystems mantiene un gruppo di supporto tecnico per aiutare a rispondere a domande riguardanti l'utilizzo o la programmazione della scheda. Per risposte a domande non adeguatamente affrontate in questo manuale, contattare il Supporto tecnico all'indirizzo Numero di telefono: 817-274-7553, dal lunedì al venerdì, dalle 8:5 alle XNUMX:XNUMX, ora solare centrale (CST).
Informazioni generali
Caratteristiche
Scheda compatibile PC/104 a doppia funzione con GPS e supporto opzionale per modem cellulare
- Caratteristiche GPS
- Modulo ricevitore Trimble Lassen®
- Sono supportati i protocolli TSIP, TAIP e NEMA 0183
- Supporto dell'uscita a impulsi per uno standard temporale accurato
- Collegamento dell'antenna elettrica esterna tramite SMA standard
- La batteria di bordo conserva l'almanacco GPS
- Modem cellulare (opzionale)
- Supporto standard GSM/GPRS e CDMA
- Supporto presa per modulo wireless MultiTech®
- Riconosce i comandi AT standard
- Gestione degli allarmi, gestione della rubrica e supporto del servizio SMS (Short Message Service).
- Supporto ZigBee (opzionale)
- Interfaccia wireless IEEE 802.15.4 ZigBee™
- Fino a 1 miglio di portata in linea di vista
- Banda di frequenza ISM da 2.4 GHz
- Potenza in uscita 60 mW, 100 mW EIRP
- Supporto modem (opzionale)
- Modem PC/56 da 104 kbps
- V.42, correzione errori MNP Classe2-4
- V.42bis, compressione MNP 5
- DAA integrato garantisce la conformità agli standard telefonici globali
- Fusibile e SiDactor integrati
- Rilevamento dell'ID chiamante
- Rilevamento telefono parallelo
- Composizione DTMF
- Intervallo di temperatura operativa industriale
- da 40°C a 85°C
- Fattore di forma
- Compatibile con PC/104
- 3.60 pollici x 3.80 pollici (90 mm x 96 mm)
- Specifiche aggiuntive
- Indirizzo programmabile e supporto per l'impostazione degli interrupt
Descrizione generale
Il PCM-GPS di WinSystems è un modulo PC/104 che incorpora il Lassen IQ
Ricevitore GPS con tracciamento parallelo a 12 canali di Trimble®. Il ricevitore GPS è interfacciato ad un DUART compatibile 16550 di bordo che riceve i dati seriali inviati dal modulo GPS. L'output dei dati fornito dalla fabbrica è in formato TSIP che lo rende compatibile con tutti i software applicativi di mappatura, navigazione e geocaching disponibili in commercio. Il codice sorgente C fornito aiuta l'integratore nella creazione di applicazioni personalizzate utilizzando il PCM-GPS. Il PCM-GPS supporta anche l'uscita PPS (Impulsi al secondo) ad alta precisione del ricevitore Trimble per l'uso in applicazioni critiche di cronometraggio o sincronizzazione. Il PCM-GPS supporta anche i SocketModem® cellulari CDMA e GPRS/GSM di Multi-Tech Systems®. Questi modem, se combinati con i dati di posizionamento GPS, possono fornire una funzione “telefono casa” per segnalare la sua posizione attuale.
Capacità funzionale
Selezione dell'indirizzo I/O
Il PCM-GPS richiede otto indirizzi I/O consecutivi a partire da un limite di 8 byte per ciascuno dei due canali seriali integrati. I blocchi jumper su J4 e J7 consentono la selezione rispettivamente degli indirizzi I/O della porta seriale primaria (GPS) e secondaria (SocketModem®). La selezione dell'indirizzo viene effettuata posizionando un ponticello sulla coppia di ponticelli per il bit di indirizzo, se si desidera uno 0, o lasciando la coppia di ponticelli aperta se è richiesto un 1 per l'indirizzo desiderato. L'illustrazione seguente mostra la relazione tra i bit dell'indirizzo e la posizione del ponticello e asample jumper per un indirizzo di 300H.
Per disabilitare una porta, posizionare un ponticello su tutte e 7 le posizioni 9Indirizzo = 000H.

Interruzione del routing
Il PCM-GPS può generare fino a tre interruzioni uniche a bordo. Ne sono disponibili due per ciascuna delle interfacce seriali e una terza per l'interruzione dell'impulso al secondo (PPS) dal GPS. I blocchi jumper su J8, J9 e J10 consentono l'instradamento degli interrupt rispettivamente per SocketModem®, uscita seriale GPS e sorgente PPS.
Per instradare un'interruzione a una sorgente, posizionare un ponticello nella posizione IRQ desiderata. Le fonti non utilizzate dovrebbero essere lasciate senza ponticelli. Ogni sorgente deve avere il proprio interrupt univoco.

Utilizzo del PPS a bordo
Il ricevitore GPS genera un impulso positivo di ampiezza 4 µs ogni secondo con il fronte anteriore sincronizzato con l'ora UTC entro ±95 nanosecondi quando vengono segnalati fix di posizione validi. L'implementazione integrata di WinSystems riduce questa precisione bufferizzando l'uscita PPS utilizzando un dispositivo di trigger Schmitt 74HCT14 che inverte anche il segnale. Poiché gli interrupt del PC vengono attivati dal fronte sul fronte di salita, l'interruzione effettiva si verificherà 4 µs più il tempo di propagazione dell'inverter più tardi (tipicamente 17 ns). Questo ritardo aggiuntivo è in realtà insignificante per qualsiasi routine di sincronizzazione software poiché l'intero processo di riconoscimento dell'interruzione hardware consumerà molti microsecondi aggiuntivi nella migliore delle ipotesi. Il segnale PPS inizia immediatamente all'accensione e continua anche se il ricevitore perde l'aggancio GPS. La deriva del segnale senza aggancio GPS non è specificata.
Utilizzo PPS esterno
Il segnale PPS, oltre ad essere disponibile a bordo per la generazione di interrupt, è anche terminato su due polarità sul connettore J2. L'uscita a impulsi negativi sul pin 2 di J2 è pilotata da un inverter 74HCT14 con un ritardo di propagazione tipico di 17 ns.
Il segnale positivo è disponibile sul pin 3 di J2 ed è doppiamente bufferizzato dal dispositivo dello stesso tipo per un ritardo tipico di 34 ns. Entrambi questi segnali possono essere utilizzati da hardware esterno per scopi di sincronizzazione dell'ora.

Batteria dell'almanacco GPS
Il PCM-GPS viene fornito con una batteria al litio da 350 mAH 3.5 V. Questa batteria viene utilizzata per conservare i dati dell'almanacco GPS e delle effemeridi, garantendo un tempo notevolmente migliorato
per fissare la posizione dall'accensione. Con la batteria disponibile e i dati dell'Almanacco validi, il tempo per una correzione valida si riduce da meno di 2 minuti a meno di 20 secondi. L'assorbimento di corrente pubblicato da Trimble® sulla linea di backup della batteria è di 19 µA tipici a 25ºC. In alternativa, è possibile collegare una batteria esterna tra il Pin 1 (+) e il Pin 4 (-) di J2. Una batteria collegata esternamente deve avere una tensione nominale di 3.5 V ±2 V. Il blocco jumper su J5 viene utilizzato per selezionare la fonte della batteria di backup del GPS come mostrato di seguito. Il ponticello può essere rimosso o spostato in posizione esterna per la conservazione a lungo termine delle schede per la preservazione della batteria.

Antenna GPS
Il PCM-GPS richiede un'antenna esterna esterna con segnale trasparente view del cielo per ricevere e tracciare i satelliti nella costellazione GPS. J1 è un connettore SMA standard per il collegamento dell'antenna. Deve essere un'antenna attiva alimentata dai 3.3 V forniti dal GPS e con un guadagno tipico di 28 dB. WinSystems offre un'antenna a montaggio magnetico opzionale P/N ANTENNA-MAGNETIC costruita da Trimble® per questo modulo. Dovrebbero funzionare anche altre antenne che soddisfano le specifiche di cui sopra.
Interfaccia modem cellulare opzionale
Il PCM-GPS supporta i moduli SocketModem™ cellulari CDMA e GPRS/GSM opzionali di Multi-Tech Systems (www.multitech.com). I moduli modem vengono installati nella posizione U9 e fissati con viti e distanziatori, velcro o nastro biadesivo, come desiderato. I SocketModem™ utilizzano la porta seriale secondaria del PCM-GPS e sono controllati nel software da una serie di comandi AT. Il servizio dati cellulare deve essere acquistato da uno dei provider di telefonia mobile supportati. Contattare Multi-Tech o direttamente uno dei suoi distributori per risposte a tutte le domande riguardanti l'installazione, la configurazione, la programmazione o l'utilizzo dei moduli modem cellulare Multi-Tech.
I codici Multi-Tech per SocketModem™ compatibili sono:
- Modem CDMA MTSMC-C
- Modem GSM/GPRS MTSMC-G
Nota: il PCM-GPS può supportare: modem cellulare, moduli ZigBee® o Modem56K. WinSystems può confezionare la scheda PCM-GPS con entrambi i moduli aggiuntivi. Per ulteriori informazioni contattare un tecnico delle applicazioni WinSystems.
Supporto IEEE 802.15.4 opzionale
Il PCM-GPS supporta un'interfaccia wireless ZigBee® IEEE 802.15.4 opzionale di Digi (www.digi.com). Questa interfaccia fornisce soluzioni di rete wireless a basso consumo. I moduli ZigBee® sono installati nella posizione U10, una presa a 20 pin compatibile con i moduli RF Digi XBee™/XBee-PRO™ OEM. L'interfaccia ZigBee® è compatibile con PC/104 ed è configurabile utilizzando le modalità comando AT e API.
Il ricetrasmettitore ZigBee® è configurato come modulo XBee™ o XBee-PRO™ collegato a un connettore RF SMA sul bordo della scheda. La differenza tra i due moduli è la quantità di energia consumata (1 mW contro 60 mW) e la portata del segnale.
Nota: il PCM-GPS può supportare: modem cellulare, moduli ZigBee® o Modem56K. WinSystems può confezionare la scheda PCM-GPS con entrambi i moduli aggiuntivi. Per ulteriori informazioni contattare un tecnico delle applicazioni WinSystems.
Per ulteriori informazioni su XBee™, consultare il manuale del prodotto ZigBee®.
Interfaccia Modem56K opzionale
La posizione U11 fornisce il supporto per il modem a 104 kbps compatibile con PC/56 di Wintec®. Questo modem sostituisce la scheda PCM-33.6 di WinSystems e supporta velocità dati fino a 56,000 bps. Il modem supporta anche la correzione degli errori MNP e la compressione dei dati. Basato sul chipset hardware DSP, il modem utilizza il set di comandi AT per controllarne il funzionamento e registrare le impostazioni.
Nota: il PCM-GPS può supportare: moduli cellulari, ZigBee® o Modem56K. WinSystems può confezionare la scheda PCM-GPS con entrambi i moduli aggiuntivi. Per ulteriori informazioni contattare un tecnico delle applicazioni WinSystems.
Interfaccia bus PC/104
Il PCM-GPS si collega al processore tramite il connettore bus PC/104 su J6. Le definizioni dei pin per le metà a 8 bit e 16 bit di J6 sono fornite qui come riferimento. Fare riferimento alle specifiche del bus PC/104 per i segnali specifici e le specifiche meccaniche.

NOTE:
- Le righe C e D non sono necessarie sui moduli a 8 bit.
- B10 e C19 sono posizioni chiave. WinSystems utilizza i pin chiave come connessioni a GND.
- La temporizzazione e la funzione del segnale sono quelle specificate nelle specifiche ISA.
- La corrente sorgente/dissipante del segnale differisce dai valori ISA.
Riferimento per la programmazione PCM-GPS
Introduzione
Lo standard software per i ricevitori GPS commerciali è il formato TSIP (www.trimble.com). Il modulo GPS Trimble Lassen® IQ è anche in grado di trasmettere e ricevere dati seriali in un formato proprietario Trimble noto come TSIP. Si tratta di un protocollo binario che normalmente funziona a 9600 baud, una parola da 8 bit e parità dispari. Le schede PCM-GPS alla consegna utilizzano per impostazione predefinita questo standard TSIP.
Il modulo GPS Trimble Lassen® IQ è anche in grado di trasmettere e ricevere dati seriali in formato NMEA 0183. Si tratta di un semplice protocollo di comunicazione seriale ASCII che definisce la modalità di trasmissione dei dati. Gli utenti che necessitano di un'interfaccia NMEA per il GPS dovrebbero consultare Software Drivers & Examples di questo manuale o contattare il supporto tecnico WinSystems per i dettagli sulla conversione del PCM-GPS in NMEA.
Interfaccia software TSIP
Il driver della porta seriale nel iQ_CHAT Tool Kit corrisponde alle caratteristiche della porta seriale del ricevitore GPS Lassen iQ. Il programma TSIPPRNT converte i dati binari registrati con il programma iQ_CHAT in testo che può essere stampato e visualizzato. Entrambi questi strumenti sono inclusi nel Toolkit dello sviluppatore di software.
Avvertenza – Quando si utilizza il protocollo TSIP per modificare le assegnazioni o le impostazioni delle porte, verificare che le modifiche non influiscano sulla capacità di comunicare con il ricevitore (ad esempio, selezionando le impostazioni della porta COM del PC che non corrispondono a quelle del ricevitore o modificando il protocollo di uscita in TSIP mentre non si utilizza iQ_CHAT).
Comunicazione con il ricevitore GPS Lassen iQ
Il ricevitore GPS Lassen iQ supporta tre protocolli di messaggi: TSIP, TAIP e NMEA. La comunicazione con il modulo avviene tramite due porte seriali di livello TTL compatibili con CMOS. Le caratteristiche della porta possono essere modificate per soddisfare i requisiti dell'applicazione. I parametri della porta possono essere archiviati nella memoria non volatile (FLASH) che non richiede alimentazione di backup. Tabella 3.1. elenca le caratteristiche predefinite della porta.
Strumenti software
Gli strumenti software forniti sul CD-ROM dello Starter Kit includono sia applicazioni Windows che DOS di facile utilizzo per facilitare la comunicazione con il ricevitore, tramite Trimble Standard Interface Protocol (TSIP). Questo CD include anche sampcodice sorgente le C e routine riutilizzabili per aiutare nello sviluppo di applicazioni.
Nota – I protocolli TSIP, TAIP e NMEA vengono discussi a partire da pagina 42 di questo capitolo e nelle Appendici di questo documento.
Il driver della porta seriale nel iQ_CHAT Tool Kit corrisponde alle caratteristiche della porta seriale del ricevitore GPS Lassen iQ. Il programma TSIPPRNT converte i dati binari registrati con il programma iQ_CHAT in testo che può essere stampato e visualizzato. Entrambi questi strumenti sono inclusi nel Toolkit dello sviluppatore di software.
Avvertenza – Quando si utilizza il protocollo TSIP per modificare le assegnazioni o le impostazioni delle porte, verificare che le modifiche non influiscano sulla capacità di comunicare con il ricevitore (ad esempio, selezionando le impostazioni della porta COM del PC che non corrispondono a quelle del ricevitore o modificando il protocollo di uscita in TSIP mentre non si utilizza iQ_CHAT).
Modalità di output dei dati TSIP
TSIP è il protocollo predefinito per la porta 1 sul ricevitore GPS Lassen iQ. Questo linguaggio binario offre agli utenti un'ampia varietà di comandi e report. TSIP consente al ricevitore GPS Lassen iQ di funzionare in due modalità di uscita dati, entrambe disponibili durante il funzionamento. In modalità query, i dati dei pacchetti vengono restituiti in risposta ai pacchetti di query di input. Nella modalità automatica, un gruppo selezionato di pacchetti di dati viene emesso continuamente a due velocità fisse: ogni secondo e ogni cinque secondi. Il formato e l'insieme dei pacchetti di output automatico vengono configurati utilizzando i pacchetti 0x35, 0x70 e 0x8E-20 (vedere l'Appendice A per i dettagli sui pacchetti). Le impostazioni dei pacchetti sono archiviate in BBRAM. Possono anche essere salvati nella memoria non volatile (Flash) utilizzando il pacchetto di comandi 0x8E-26. Consultare l'Appendice A per ulteriori informazioni sull'archiviazione Flash per operazioni personalizzate.
Impostazioni di uscita TSIP predefinite
Impostazione predefinita 0x35 (byte 0=2, 1= 2, 2=0, 3=0)
- Precisione dei dati di posizione e velocità: virgola mobile a precisione singola
- Opzione e formato dell'output della posizione (impostazione byte 0):
- Latitudine – radiante
- Longitudine – radiante
- Altitudine – metri (WGS-84)
- Nessun output di superpacchetti
- Opzione e formato di output della velocità:
- Velocità Est – metri/sec.; + per l'Est
- Velocità Nord – metri/sec.; + per il Nord
- Velocità di salita – metri/sec.; + per Su
- • Tempistica
- Uscita ora GPS
- PPS sempre attivo
Impostazione predefinita 0x70 (byte 0=1, 1=1. 2=1. 3=0):
- Filtro dinamico posizione-velocità abilitato
- Filtro statico posizione-velocità abilitato
- Filtro altitudine abilitato
Impostazione predefinita 0x8E-20 (byte 1 = 1):
- L'output 0x8F-20 è incluso nel superpacchetto per l'output automatico Il pacchetto IF 0x35 seleziona il superpacchetto per le opzioni di output automatico
Pacchetti di output TSIP automatici (tariffa fissa)
Intervallo di un secondo
- 0x4A – (1) Posizione GPS fissa; (2) bias dell'orologio e tempo di correzione; {formato da 20 byte}
- 0x56 – correzione della velocità
- 0x6D – (1) elenco dei satelliti utilizzati per la correzione della posizione; (2) PDOP, HDOP, VDOP; (3) modalità fissa
- 0x82 – Modalità correzione posizione DGPS
Intervallo di cinque secondi
- 0x41 – (1) Ora GPS della settimana (secondi); (2) numero della settimana GPS esteso; (3) Offset GPS UTC (secondi)
- 0x46 – salute del ricevitore
- 0x4B – (1) ID macchina/codice; (2) Stato di disponibilità dell'orologio in tempo reale; (3) stato di validità dell'almanacco; (4) avere lo stato di supporto del superpacchetto
Ordine di uscita dei pacchetti
Dopo l'accensione o un reset del software (pacchetto 0x1E), il ricevitore invia sette pacchetti di avvio, una sola volta, in questo ordine: 45, 46, 4B, 4A, 56, 41, 82
Prima che siano disponibili i fix di posizione, i pacchetti con intervalli di 1 secondo e 5 secondi vengono inviati periodicamente in questo ordine:
- Ogni secondo per 5 secondi: 6D, 82
- Ogni cinque secondi 41, 46, 4B
Quando sono disponibili i fix di posizione, i pacchetti con intervalli di 1 secondo e 5 secondi vengono inviati periodicamente in questo ordine:
- Ogni secondo per 4 secondi: 4A, 56, 6D, 82
- Ogni 5 secondi: 4A, 56, 41, 46, 4B, 6D, 82
Driver software ed esamples
| Documentazione | |
| Ristampa manuale Trimble® | LassenManual.pdf |
| Guida rapida alla programmazione GSM | gsm_avvio rapido.pdf |
| Examples | |
| PCM-GPS esample Programma con sorgente | nmea3.zip |
| Utilità di configurazione GPS | IQ_CHAT.EXE |
| Software di monitoraggio incluso TSIPCHAT e TSIPPRNT | iQ_Monitor_V1-52.exe |
| Standard software NMEA | nmea.pdf |
| Examples | |
| (Codice sorgente Sample) | |
| TSIP | iQSource.zip |
Riferimento ai ponticelli
SOLO disegni – per informazioni più dettagliate su queste parti, fare riferimento alle descrizioni mostrate precedentemente in questo manuale.

Selezione dell'indirizzo I/O

Per disabilitare una porta, posizionare un ponticello su tutte e 7 le posizioni 9Indirizzo = 000H.
Interruzione del routing
Per instradare un'interruzione a una sorgente posizionare un ponticello nella posizione IRQ desiderata. Le fonti non utilizzate dovrebbero essere lasciate senza ponticelli. Ogni sorgente deve avere il proprio interrupt univoco.

GPS per l'utilizzo del PPS esterno

Batteria dell'Almanacco

Specifiche

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