СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2013

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ строенные на базе указанных модулей беспроводные устройства работают в диапазоне 868 МГц в дуплексном ре жиме на одном частотном канале. При этоммощность передатчика радиочас тотного модуля может быть программ но выбрана пользователем в диапазоне от 1 до 315 мВт. В условиях городской застройки вне прямой видимости заяв леннаяпроизводителемдальность уста новления связи составляет 550 м [2]. Работа указанных радиомодулей при передаче данных в пределах одного здания была проверена при макси мальноймощности передатчиков. При этом устойчивая связь наблюдалась между радиочастотными модулями, разделёнными тремя бетонными меж этажными перекрытиями и крышей этого здания. Скорость передачи данных по ради оканалу составляет 24 Кбит/с, однако большая часть (до 90%) этой полосы занята под служебные сигналы. Радио модули обеспечивают двухсторонний обмен данными в нескольких режимах адресации по интерфейсу UART, кото рый работает в диапазоне стандарт ных скоростей 1200…230400 бит/с. П ЕРВИЧНЫЕ ЧАСЫ Формирование передаваемых по сети сигналов точного времени в пер вичных часах осуществляется следую щим образом. После включения пита ния всего устройства модуль GPS при ёмника начинает поиск сигналов от спутников. В зависимости от конкрет ных условий приёма в точке нахожде ния GPS модуля, процесс поиска мо жет занимать от нескольких десятков секунд до нескольких минут. С момен та включения питания GPS модуль на чинает передавать в микроконтроллер (МК) пакеты данных через последова тельный интерфейс UART в соответ ствии с протоколом NMEA0183 [3]. В этом протоколе данные представлены ASCII символами. По умолчанию пе риодичность передачи пакетов состав ляет 1 с, а точный состав данных в па кете зависит от конкретной модели GPS модуля и его текущих настроек. В общем случае каждый пакет состоит из нескольких т.н. предложений (sen tence), каждое из которых содержит определённый набор параметров: ге ографические координаты GPS при ёмника, его высоту над уровнем моря, число доступных спутников в данной точке, текущие дату и время, курс, ско рость GPS приёмника и т.д. На рисунке 2 показаны данные, по ступающие по умолчанию из GPS мо дуля, использованного в предлагаемой системе. Каждое сообщение имеет сле дующий обобщённый формат: $<talker ID><sentence ID,>[par1],[par2],...[<*check sum>]<CR><LF> где: $ – признак начала сообщения; talker ID – идентификатор источника сообщения (в нашем случае это GP, что соответствует источнику – спутнику системыGPS); sentence ID– идентифи катор предложения; pari – значение па раметра i в данном сообщении; check sum – контрольная XOR сумма всех символов в строке между «$» и «*»; CR, LF – символы возврата каретки (0x0D) и перевода строки (0x0A), обозначаю щие конец сообщения. В нашем случае встроенная в МК программа первичных часов использу ет данные, содержащиеся в предложе нии с идентификатором (sentence ID). RMC – рекомендуемый минимум нави гационных данных. По умолчаниюэто предложение входит в состав пакетов данных большинства моделейGPS мо дулей различных производителей. Типичный пример предложения RMC: $GPRMC,123419.22,A,4807.038,N,011 31.000,E,022.4,084.4,230394,,W*6A где: 123419.22 – время фиксации мес тоположения GPS приёмника по все мирному координированному време ни UTC. Имеет формат hhmmss.ss , где hh – часы, mm – минуты, ss.ss – секун ды с сотыми долями. В данном случае 12 ч 34 мин 19,22 с; А – признак досто верности данных (А – достоверные, V – недостоверные); 230394 – дата фикса ции местоположения GPS приёмника по всемирному координированному времени UTC. Имеет формат ddmmyy, где dd – день месяца, mm – месяц, yy – последние две цифры года. В данном случае 23 марта 1994 г. Остальные па раметры, содержащиеся в предложе нии RMC, в данном приложении не ис пользуются. Число десятичных разрядов, выде ляемых в предложении под значение каждого параметра, в общем случае мо жет изменяться. Неизменным остаёт ся только количество «мест» под пара метры, которые отделяются друг от друга запятыми. Если значение како 55 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2013 Рис. 2. Данные, поступающие по умолчанию из модуля GPS приёмника