使用Teseo-LIV3系列為工程師提供解決方案

GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）模塊（如Teseo系列產(chǎn)品）在物聯(lián)網(wǎng)中扮演什么角色？這是一個(gè)基本問(wèn)題，因?yàn)?ST 將在 2021 年擴(kuò)展 Teseo-LIV 系列。即將推出的組件將更好地解決物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)市場(chǎng)的低功耗應(yīng)用和多頻段解決方案。此外，名為 Teseo-VIC3x 的新模塊系列將面向汽車(chē)市場(chǎng)。得益于嵌入式航位推算系統(tǒng)和板載傳感器，它將提供全新的功能集。因此，在我們等待新模塊到貨時(shí)，必須了解行業(yè)狀況和 Teseo 設(shè)備為工程師提供的當(dāng)前解決方案。

這篇博文也很重要，因?yàn)闃I(yè)界對(duì)亞千兆赫網(wǎng)絡(luò)、5G 和許多其他協(xié)議贊不絕口，因此幫助專(zhuān)家了解 GNSS 在此背景下的位置變得至關(guān)重要。是否存在其他類(lèi)別的設(shè)備無(wú)法解決的問(wèn)題？在本次展示中，我們將使用 Teseo-LIV3 系列作為示例。這些設(shè)備很小（9.7 毫米 x 10.1 毫米 x 2.5 毫米），支持所有主要衛(wèi)星星座。Teseo -LIV3F包括 16 兆位的閃存，用于數(shù)據(jù)記錄和固件升級(jí)。ST 還提供Teseo-LIV3R，它不帶閃存以減少材料清單。

Teseo 及其 GNSS 應(yīng)用

工程師的噩夢(mèng)

一些工程師面臨著嚴(yán)峻的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：提供精確、緊湊且具有成本效益的跟蹤系統(tǒng)。例如，在監(jiān)控公司車(chē)隊(duì)的地理位置時(shí)，LPWAN 太不精確而無(wú)法使用。同樣，一些資產(chǎn)跟蹤設(shè)備必須提供精確度并且足夠小以適合狹小空間。最后一個(gè)用例對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一種特殊的噩夢(mèng)。他們不僅必須開(kāi)發(fā)定位系統(tǒng)，還必須設(shè)計(jì)定制 PCB、創(chuàng)建可靠的 RF 實(shí)施、通過(guò)監(jiān)管認(rèn)證等等。Teseo 模塊因此是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗鼈兛梢蕴幚硭惺虑椤?/p>

廣闊的生態(tài)系統(tǒng)

團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)獲取評(píng)估板（如EVB-LIV3x或X-NUCLEO-GNSS1A1）開(kāi)始開(kāi)發(fā) Teseo-LIV3x。結(jié)合Teseo 軟件，這些平臺(tái)可以快速創(chuàng)建概念驗(yàn)證。PC 實(shí)用程序可以幫助數(shù)據(jù)可視化以及測(cè)試腳本。預(yù)編程模塊通過(guò)促進(jìn)認(rèn)證操作來(lái)節(jié)省時(shí)間。功能包FP-SNS-AGNSS1包含一個(gè)用于32L496GDISCOVERY 板的預(yù)編譯二進(jìn)制文件，因此運(yùn)行展示 Teseo-LIV3 功能的演示應(yīng)用程序就像拖放文件一樣簡(jiǎn)單。

我們建議工程師不要從頭開(kāi)始他們的應(yīng)用程序，因?yàn)閄 -CUBE-GNSS1包包含開(kāi)發(fā)人員利用 Teseo-LIV3 所需的大約 80% 的代碼。同樣，通過(guò)使用我們的模塊，團(tuán)隊(duì)可以從良好的性能中受益，首次修復(fù)的熱時(shí)間 （TTFF） 短于兩秒。該基準(zhǔn)測(cè)量 GNSS 模塊在關(guān)閉至少一小時(shí)后計(jì)算其位置所需的時(shí)間。少于兩秒的 TTFF 仍然是業(yè)內(nèi)最好的之一。

Teseo 及其計(jì)時(shí)應(yīng)用

尋找原子鐘

許多工程師面臨的另一個(gè)基本挑戰(zhàn)是準(zhǔn)確的時(shí)序。在蜂窩天線(xiàn)等敏感應(yīng)用中，精確記錄特定時(shí)間事件至關(guān)重要。同樣，一些金融應(yīng)用程序依賴(lài)于保持準(zhǔn)確的時(shí)間。幾微秒的差異可能會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)影響。在許多這些情況下，原子鐘將是理想的，但它會(huì)非常昂貴。因此，下一個(gè)最好的事情是使用原子鐘而不必建造原子鐘。正是在這樣的時(shí)代，像Teseo-LIV3這樣的模塊才大放異彩。

使用 Teseo 跟蹤時(shí)間

當(dāng) GNSS 模塊計(jì)算其全球位置時(shí)，它會(huì) ping 三顆衛(wèi)星。通過(guò)計(jì)算它們每個(gè)響應(yīng)所需的時(shí)間，該組件確定三個(gè)相交于一點(diǎn)的不同距離半徑：其地理位置。因此，為了計(jì)算它們的緯度和經(jīng)度，Teseo 模塊必須通過(guò)與依賴(lài)原子鐘的第四顆衛(wèi)星通信來(lái)準(zhǔn)確跟蹤時(shí)間。因此，許多工程師使用 Teseo-LIV3 組件來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。事實(shí)上，由于其內(nèi)部處理，衛(wèi)星報(bào)告的時(shí)間與 Teseo 輸出的時(shí)間之間的差距僅為 12 納秒。此外，原子鐘的精度為 10 -13秒，而 Teseo-LIV3 的精度為 10 -9幾秒鐘的成本。

使用 GNSS 模塊還意味著能夠在保護(hù)應(yīng)用程序免受環(huán)境因素影響的同時(shí)跟蹤時(shí)間。在地震或極端條件下，實(shí)時(shí)時(shí)鐘可能會(huì)出現(xiàn)漂移，從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確。Teseo-LIV3 模塊是免疫的，因?yàn)闀r(shí)間來(lái)自太空中的物體。此外，這樣的解決方案非常具有成本優(yōu)勢(shì)，以至于工程師經(jīng)常使用多個(gè) Teseo 設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余目的。應(yīng)用工程師還可以依靠睡眠模式來(lái)降低功耗。優(yōu)先考慮計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)不需要嵌入式閃存，因?yàn)樗鼈兝猛獠看鎯?chǔ)器記錄數(shù)據(jù)。因此，許多人選擇 Teseo-LIV3R，因?yàn)樗愿偷膬r(jià)格提供與 Teseo-LIV3F 相同的性能。

GNSS 模塊仍然有許多受益于其獨(dú)特功能的應(yīng)用。它解釋了為什么我們的團(tuán)隊(duì)還致力于開(kāi)發(fā)新的 Teseo 模型來(lái)解決即將出現(xiàn)的問(wèn)題。因此，工程師可以期待具有更高效率 （Teseo-LIV3） 和精度 （Teseo-LIV4） 的模塊，即使在衛(wèi)星難以到達(dá)的情況下，這要?dú)w功于工業(yè)領(lǐng)域航位推算算法 （Teseo-VIC3x） 中的傳感器融合技術(shù)和汽車(chē)應(yīng)用。

審核編輯：郭婷