以完善的斗极卫星通讯定位体系、GPRS通讯网络以及各种搭载传感器设备等技能渠道为依托，具有丈量风、温、湿、压等气候参数和收集海流、盐度、化学及其它所需的海洋水文参数，方针定位，紧迫警情上报，信息发送，计算报表等完善功用的测报仪器设备的研制有着愈加宽广的使用远景。本文提出了一种双向通讯电路体系规划计划。具有低功耗、微型化、接口丰厚、可靠性高级特色，可供给船只定位、海上通讯、遇险求救等多种功用服务，可提高安全防备才能，因此对相关职业主管部门具有重要意义。
ARM9处理器S3C2440A
依据ARM920T内核的S3C2440A作为体系中央处理器，装备128M的SDRAM，256M的NANDFLASH和16M的NORFLASH，以应对嵌入Linux操作体系所耗费的内存。S3C2440A集成了MMC/SD卡读写操控器，LCD与触摸屏接口，3路UART串口，1路主控与1路从动USB接口，1个IDE接口可挂接大容量硬盘，实时时钟，AC‘97音频接口、多至130个通用IO口等很多硬件资源。S3C2440A内部集成的3路串口可经过外接简略的RS232电平转化芯片，别离衔接斗极卫星通讯定位终端、GPRS模块和风传感器。此外，ARM9处理器S3C2440A经过内部集成的两路SPI接口可外接16位ADC，以外接温度、湿度、盐度、压力等传感器。S3C2440A的通用IO口作为开关量输入检测和输出操控接口，并可依据用户需求进行扩展。与此同时，S3C2440A 还可满意衔接以太网操控器，USB外设，电子罗盘、海流计、水声传输等可扩展使用需求。
斗极卫星通讯模块电路规划
斗极卫星通讯模块电路的规划能够从信号接纳、信号处理及功用界面显现三个层次加以打开，相对应选用性价比高的斗极卫星通讯终端，并规划出串口通讯电路与LCD液晶显现电路。斗极卫星通讯模块可选用UM220模块，该模块支撑斗极二代（BD2）与GPS双体系导航授时，具有尺度小（仅 40×30×3.7mm）、功耗低（仅350mW）、集成度高级长处，该模块三维定位精度为3m，速度精度为0.1m/s，数据更新率可达1Hz。UM220还配有卫星显控软件CDT（Control&Display Tool），该软件供给精约的图形用户界面，可快捷地操控卫星接纳机并进行功用能够设置，获取所需信息。斗极卫星通讯模块电路首要包含 UM220接口、天线、后备电源、复位及串口通讯电路，其电路原理图如图4所示。ARM9处理器S3C2440A的串口0引脚TXD0、RXD0与 UM220的RXD3、TXD3相衔接构成串口通讯电路。S3C2440A的引脚GPE0与UM220的PPS引脚衔接，可接纳UM220输出的脉宽与极性可调的PPS信号；S3C2440A的引脚GPE1可编程。
图4 UM220电路原理图
输出脉宽与极性可调的事情信号供给给UM220的EVENT引脚。UM220供电电源引脚VCC与GND间并联有电解电容CT1和陶瓷电容C1，以滤除高频与低频杂波信号，使得UM220供电电源安稳纯洁，且电压峰峰值不超越50mV。UM220具有准确授时功用，为坚持体系时钟，UM220的VBAT引脚经限流电阻R1与压降二极管D2、 D3接有3V锂电池。其间，二极管D3压降0.3V，而D2压降0.7V，以保证UM220的VBAT引脚平常由主电源3.3V供电，而主电源失电时，则由后备电源3V锂电池供电。UM220的GNSS_ANT引脚在PCB电路板需求布线50Ω以匹配天线阻抗，然后外接斗极卫星蜂窝天线。此外，电阻R2、 R3与电容C2及二极管D1构成安稳的低电平复位电路，且低电平坚持时刻大于2ms。
GPRS模块电路规划
测报仪首要依靠卫星通讯网络进行数据通讯与定位，为下降测报仪体系功耗及运营本钱，则可选用GPRS/CDMA网络进行长途通讯。GPRS模块外围使用电路规划包含模块发动电路、数据通讯电路、语音通讯电路及SIM卡使用电路。GPRS模块可选用西门子公司的MC55。MC55是西门子公司推出的新一代。
图5 MC55电路原理图
无线通讯GPRS模块，能够快速可靠地完成体系计划中的数据、语音传输、短消息服务和传真，模块结构紧凑，重量轻，内置TCP/IP协议找，由AT指令操控可使使用程序很容易地接入网络。GPRS模块电路首要包含MC55接口、SIM卡电路、发动电源及与S3C2440A衔接的串口通讯电路，其电路原理图如图5所示。S3C2440A串口1的RXD1，TXD1引脚与MC55的TXD0、 RXD0引脚衔接构成串口通讯电路。MC55的CCGND、CCIN、CCREST、CCIO、CCVCC与CCCLK引脚组成SIM卡接口，并接有滤波%&&&&&%C4、C5。MC55的供电电源VBATT由5V经二极管D2降压得到。S3C2440A的GPE3驱动操控MC55的IGT引脚，使其进入正常作业形式；S3C2440A的GPE2可检测MC55的RING引脚输出的脉冲信号，以决议体系是否休眠进入低功耗状况。为了在有GPRS数据信息传送时发生同步信号，可经过装备MC55的SYNC引脚操控发光LED状况指示来完成。当有数据发送时，SYNC引脚输出高电平使得三极管T1基极导通，则赤色发光二极管LED1被点亮。
16位ADC电路规划
S3C2440A可经过本身的SPI接口级联多片高精度快速16位ADC芯片，以完成温度、湿度、盐度、压力等多种传感器模仿信号的收集与数据转化。16位ADC芯片选用ADI公司的AD7798，AD7798具有合适高精度丈量使用的低功耗、低噪声、完好模仿前端，内置一个低噪声16位Σ-Δ型ADC，其间含有3个差分模仿输入，还集成了片内低噪声外表放大器，因此可直接丈量输入小信号。图6中给出了S3C2440A经过SPI接口衔接1片AD7798，用以丈量
图6AD7798电路原理图
温度、压力及盐度数据的电路原理示意图。S3C2440A的SP%&&&&&%LK1、SPIMOSI1、SPIMISO1与GPE4引脚构成SPI接口别离衔接AD7798的串行时钟（SCLK）、数据输入（DIN）、数据输出（DOUT） 和片选。以AD7798的第3模仿通道丈量温度为例，热敏电阻与3个精细电阻R14、R15、R16构成不平衡电桥，输出的差分小信号经R18、C13、 R17、C14及C12构成的双路RCπ型一阶低通滤波电路，衔接AD7798的AIN3+与AIN3-引脚。
本文规划以ARM9处理器为中心，硬件资源丰厚、功耗低、体积小，移植Linux操作体系完成多任务并发处理，满意测报、定位等特定功用需求，且易于长途监控与保护，并便于体系功用晋级，代表着测验嵌入式操控体系未来开展的方向。
