《電子技術(shù)應(yīng)用》
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車載導(dǎo)航GPS系統(tǒng)中數(shù)字壓力傳感器的應(yīng)用分析

2019-08-09
關(guān)鍵詞: 壓力傳感器 GPS系統(tǒng)

  近年來(lái),汽車工業(yè)已成為中國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)。汽車已經(jīng)成為人們主要的交通工具,并且隨著中國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展和私家車的不斷普及,汽車導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展。中國(guó)的汽車導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)始于2002年。經(jīng)過(guò)十多年的市場(chǎng)培育,GPS全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸成熟,并滲透到現(xiàn)實(shí)生活中。 GPS在汽車行業(yè)的全面應(yīng)用不僅是汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,也是解決當(dāng)前交通問(wèn)題的重要措施。

  GPS全球定位系統(tǒng)(GPS)是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展起來(lái)的一種新型衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它主要接收通過(guò)地面GPS接收器分布在地球上的24個(gè)衛(wèi)星信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可靠的、有效的3D位置和所需時(shí)間信息,GPS基本原理的核心技術(shù)是壓力傳感器的應(yīng)用。

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  汽車導(dǎo)航的內(nèi)置GPS天線可以接收來(lái)自GPS衛(wèi)星的信號(hào),以確定汽車在電子地圖中的位置。 GPS車輛應(yīng)用系統(tǒng)通常分為兩大類:車輛跟蹤系統(tǒng)和車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。它們?cè)诠δ苌鲜遣煌模粋€(gè)用于車輛盜竊,一個(gè)用于車輛的自主導(dǎo)航。由于“僅接受,不發(fā)送”信號(hào)是接收系統(tǒng)的主要特征,用于防盜的GPS跟蹤系統(tǒng)是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)為GPS車載報(bào)警裝置的使用來(lái)提供相關(guān)解決方案的。

  車輛GPS導(dǎo)航控制信息中心子系統(tǒng)是所有車輛子系統(tǒng)的控制和管理中心。它主要接收目標(biāo)車輛的定位信息、道路狀況信息數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)每個(gè)路段的行程時(shí)間、計(jì)算路線并提供指導(dǎo)和咨詢服務(wù)。

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  GPS定位的基本原理是基于高速移動(dòng)的衛(wèi)星的瞬時(shí)位置作為已知的起始數(shù)據(jù),并且采用空間距離交匯后的方法確定待測(cè)點(diǎn)的位置。由當(dāng)前GPS接收器計(jì)算的高度誤差基本上是幾十米,并且一些GPS接收器甚至不顯示高度值。

  GPS導(dǎo)航除了在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,在其他地方應(yīng)用也很廣泛,比如戶外探險(xiǎn)、爬山等都需要依靠GPS來(lái)進(jìn)行定位,現(xiàn)在智能手機(jī)也支持GPS導(dǎo)航的。但是鑒于GPS接收器在室外檢測(cè)數(shù)據(jù)不經(jīng)傳的事實(shí),智能手機(jī)中的集成壓力傳感器通過(guò)使用氣壓和高度之間的對(duì)應(yīng)來(lái)計(jì)算GPS接收器的實(shí)際高度。壓力傳感器和GPS接收器可獲得準(zhǔn)確的高度信息,目前,市場(chǎng)上的GPS傳感器很少配備壓力傳感器,事實(shí)上,高精度壓力傳感器也可廣泛用于GPS接收器。關(guān)于壓力傳感器的選擇工采網(wǎng)給出的解決方案是可以用MS5607型號(hào)的,

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  美國(guó)MEAS 高分辨率數(shù)字壓力傳感器 - MS5607-02BA03

  該數(shù)字壓力傳感器與以往的MS5534/5540//5561相比壓力的分辨率由0.1mbar(1米)提升到了0.024mbar(20cm),溫度分辨率由0.01°C提高到了0.002°C,轉(zhuǎn)換時(shí)間由之前的35ms提高到了1ms。同時(shí)測(cè)量范圍由10-1100mbar擴(kuò)大到了10-1200mbar。

  精度并沒(méi)有提高,仍舊是+/-1.5mbar。功耗由以前的4μA降低到了1μA。不管是MS5534/5540還是MS5561,他們的16位信號(hào)均是采用的三線SPI傳輸。而MS5607的24位數(shù)據(jù)可以選擇SPI或者I2C的方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。


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