定位器-Air780EG

1. 与原作相比

• 固件开源免费不收费
• 修改有源天线电源滤波与推荐设计不符的问题（10uF->100nF）
• 按照官方文档在体积不变的情况下增加了tvs和滤波电容
• 更换部分电容电阻从0402换成0603
• 为AIR780EG增加了免费的基于临近基站和WIFI热点的高精度混合基站定位
• ADC电池电压检测
• 将电池sh连接座换成了焊盘简化设计
• 增加cc线下拉
• 删除sim电源10k上拉电阻（参考文档）
• 基于Air780EG模块开发一款低功耗GPS防丢器支持 LTE Cat.1+GNSS 通信，支持北斗+GPS双模卫星定位，支持LBS定位，休眠功耗约10ua，支持二次开发
• 实现高精度定位、远程追踪、低功耗运行等核心功能
• 提供完整的硬件和软件解决方案，方便开源社区使用和扩展

2. 硬件设计特点

2.1 核心硬件架构说明

• 主控芯片：Air780EG（Cat.1 + GNSS）
• 电源管理：锂电池供电 + 充电电路
• 传感器：GPS模块（内置）、ADC电池电压检测（新增功能）
• 通信接口：4G网络、USB UART（调试）
• 存储：内置Flash

2.2 关键元器件选型及功能说明

• Air780EG模块 ：集成Cat.1通信和GNSS定位功能，支持多种卫星系统
• 锂电池 ：3.7V/500mAh，提供持续供电
• 充电IC ：TP4056，支持5V/1A充电
• 电压检测 ：ADC通道检测电池电压

3. 软件设计特点

3.1 系统架构与模块划分

• 系统架构 ：基于Lua语言的事件驱动架构
• 模块划分 ：
  • 网络模块：4G网络连接与管理
  • 定位模块：GPS定位与LBS定位
  • 数据上传模块：Traccar平台数据上报
  • 电源管理模块：PSM低功耗控制
  • 电池管理模块：电压检测与电量计算

3.2 核心功能实现逻辑

• 定位流程 ：GPS优先定位 → 定位失败后切换LBS定位 → 坐标转换（WGS84→GCJ02）→ 数据上传
• 低功耗管理 ：基于速度动态调整PSM休眠时间 → 进入PSM模式 → 定时唤醒 → 重复定位流程
• 数据上传 ：使用OsmAnd协议向Traccar服务器上报位置数据（内网穿透）
• 电池管理 ：ADC采样 → 电压计算 → 电量估算 → 低电量提醒

3.3 关键算法与数据流程

• gnss坐标转换算法 ：WGS84转GCJ02（火星坐标系）
• 速度计算 ：基于GPS RMC消息解析速度数据
• 动态休眠时间计算 ：根据速度值调整PSM休眠时间
• 数据上传协议 ：OsmAnd协议实现

3.4 软件设计亮点与创新点

• 动态PSM休眠时间调整 ：根据速度智能调整休眠时间，平衡功耗与定位精度
• GPS/LBS双定位模式 ：提高定位成功率，适用于室内外多种场景
• 完善的错误处理机制 ：网络异常、定位失败等情况的优雅处理
• 模块化设计 ：便于功能扩展和代码维护
• 协程编程 ：使用Lua协程实现异步操作，提高系统响应速度

核心代码文件结构说明

• main.lua ：主程序入口，系统初始化与任务调度
• core.lua ：核心功能实现，包含网络、定位、数据上传、电源管理等模块
• config.lua ：配置文件，存储网络、GPS、LBS、Traccar、ADC、PSM等设置

参考资料与文档链接

• Air780EG模块 datasheet ：模块技术手册
• LuatOS文档 ：Lua操作系统开发文档
• LBS+WIFI接口：http://www.cellocation.com/api/
• Traccar平台文档 ：定位服务器使用指南
• OsmAnd协议文档 ：数据上传协议说明https://www.traccar.org/osmand/
• 坐标转换算法 ：WGS84转GCJ02算法说明https://docs.openluat.com/file/GPS-Offset.html