“节能之星”EFM32应用方案之GPS追踪器

方案优势：
    *  超低功耗微控制器
    *  集成度高，性能高
    *  扩展性良好

GPS追踪器是内置了GPS模块和移动通信模块的终端，用于将GPS模块获得的定位数据通过移动通信模块（gsm/gprs网络）传至Internet上的一台服务器上，从而可以实现在电脑上查询终端位置。其主要应用领域有：儿童和老人的行踪掌控，公路巡检，贵重货物跟踪，追踪与勤务派遣，私人侦探工具，个人财物跟踪，宠物跟踪，野生动物追踪，货运业，汽车防盗，自行车防盗，电动车防盗，摩托车防盗，银行运钞车，军警演习操控，检调追踪，公务车管理等。

系统结构

EFM32是由挪威Energymicro公司采用ARM Cortex-M3内核设计而来的高性能低功耗32位微控制器。它具有突出的低功耗特性，适用于“三表”（电表、水/热表、气表）、工业控制、警报安全系统、健康与运动应用系统、手持式医疗设备以及智能家居控制等领域。

图1是GPS追踪器的结构框图，包括供电及充电，G-sensor模块，GPRS，GPS，主处理器，控制按键。

                              
图 1 GPS追踪器结构框图

供电及充电
GPS追踪器为电池供电，带充电电路，EFM32的工作电压为1.8~3.8V，工作电压范围比较宽，可以根据GPS和GPRS的供电来求来进行选择供电电压。

G-sensor模块
由于GPS的工作功耗较大，不宜进行持续工作。G-sensor可以保证只有GPS追踪器在移动时才进行GPS定位，减少不必要的功耗。

GPRS
追踪器通过GPRS模块接入通讯网络，用户可通过网络或短信查询追踪器所在的位置。本方案采用Telit的GL868双频模块，供电范围为3.22～4.5V。

GPS
用于定位追踪器位置，为GPS主要功能模块。本方案采用Telit的SL868，供电范围为2.85～3.6V，水平定位可精确到2米。

主控制器
根据追踪器功能不同可选择不同型号的EFM32作为主控MCU。EFM32具有良好的兼容性，同编号芯片引脚为pin-pin兼容。在低端应用中可选择EFM32TG222作为主控，其封装为QFP48，flash和RAM资源为8～32KB和2～4KB；在高端产品中可选择EFM32G222，其与EFM32TG222 pin-pin兼容，flash和RAM资源为32～128KB和8～16KB。

控制按键
根据产品使用领域定义不同功能。

方案优势
   
相对于传统的8位、16位单片机实现的GPS追踪器，基于EFM32实现的本方案具有以下优势：

超低功耗

EFM32是全球最低功耗的32位微控制器，RTC、DMA可运行的EM2模式下，功耗电流仅为900nA，不运行RTC的模式下可低至600nA，而在不保存RAM数据时更是只有20nA。同时，片上更是集成了低功耗外设：低功耗UART及I2C可运行于EM2模式下，可在CPU睡眠模式下实现数据的收发及数据识别唤醒，在本方案上可实现GPRS短信唤醒。由于GPS追踪器为电池供电，对功耗有一定的要求，在对功耗要求比较高的场合甚至可由EFM32控制各模块的供电，最大限度的提高其待机时间，因此EFM32的低功耗具有明显的优势。

集成度高，性能高

EFM32是Cortex-M3内核，内核的指令效率以及代码密度比传统的8位单片机高，尤其是在算法处理方面具有比较大的优势，因此MCU具有更快地处理、响应外设事件的能力。除此外，EFM32片上集成LCD驱动器、智能卡ISO7816接口、AES硬件模块等资源，丰富的集成外设为不同的系统应用提供多样性的选择。

扩展性良好

EFM32的TG、G、GG系列之间具有良好的兼容性，同型号不同系列的芯片是pin-pin兼容，保证用户在统一的硬件平台上，可进行不同功能需求的裁剪。Flash资源从最低的4KB~1024KB，RAM资源从2KB~128KB。

总结

EFM32具有优异的低功耗特性，非常适合于对于低功耗有一定要求的GPS追踪器的应用。EFM32内核采用目前流行的Cortex-M3设计，极大地缩短了开发者的开发时间。EFM32具有丰富的外设，为系统扩展功能及降低成本提供了条件。因此，EFM32非常的适合于GPS追踪器。