專利名稱：Gps定位報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用GPS的定位報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
GPS即全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)近10年我國測繪等部門的使用表明，GPS以全天候、高精度、 自動化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大測繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。GPS衛(wèi)星發(fā)送兩種碼粗捕獲碼(C/A碼)和精碼(P碼)，前者是民用的，后者只限于供美軍及其盟軍以及美國政府批準(zhǔn)的用戶使用。
全世界每天都發(fā)生數(shù)以百萬級的影響到人身安全的事件，生命只有一次，如何快速獲得求助者目前狀態(tài)？如何得到求助者目前所處地理信息？如何加強(qiáng)對婦女、兒童、老人和殘疾人等易受侵害群體的保護(hù)，這些都成了刻不容緩的一件事情。當(dāng)這些群體發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，往往來不及打電話報(bào)警求助，或者打通了電話根本就不知道自己所處位置，給營救實(shí)施帶來了一定的困難，也延誤了非常寶貴的救援時(shí)間發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠及時(shí)確定報(bào)警者位置的GPS定位報(bào)警裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種GPS定位報(bào)警裝置，包括GPS相關(guān)器、微處理器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及雙UART(通用異步接收發(fā)送器)，它們通過地址總線和控制總線相連。
其中，該GPS相關(guān)器包括12個(gè)跟蹤模塊、時(shí)鐘產(chǎn)生器、時(shí)基產(chǎn)生器、地址譯碼器、狀態(tài)寄存器、采樣鎖存器以及總線接口，該12個(gè)跟蹤模塊通過32位總線相連并于該總線接口相連接，該時(shí)鐘產(chǎn)生器與該時(shí)基產(chǎn)生器相連，該時(shí)基產(chǎn)生器與各該跟蹤模塊相連，該采樣鎖存器與各該跟蹤模塊相連，地址譯碼器與該微處理器相連，該狀態(tài)寄存器與該總線接口相連，該總線接口與該微處理相連。
其中，各該跟蹤模塊包括載波數(shù)控振蕩器、碼數(shù)控振蕩器、載波周期計(jì)數(shù)器、C/A碼產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)源選擇器、第一累加清零跟蹤支路、第二累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路、第二累加清零即時(shí)支路、碼相位計(jì)數(shù)器、碼掃描計(jì)數(shù)器、載波混頻器、碼混頻器以及周期計(jì)數(shù)器，該載波數(shù)控振蕩器、碼數(shù)控振蕩器、載波周期計(jì)數(shù)器、C/A碼產(chǎn)生器、第一累加清零跟蹤支路、第二累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路、第二累加清零即時(shí)支路、碼相位計(jì)數(shù)器、碼掃描計(jì)數(shù)器以及周期計(jì)數(shù)器通過輸入輸出數(shù)據(jù)總線相連，載波數(shù)控振蕩器與該載波周期計(jì)數(shù)器相連，該碼掃描計(jì)數(shù)器與C/A碼產(chǎn)生器相連，C/A碼產(chǎn)生器與碼數(shù)控振蕩器相連，該碼相位計(jì)數(shù)器與該C/A碼產(chǎn)生器、碼數(shù)控振蕩器相連，該數(shù)據(jù)源選擇器分別連接兩個(gè)載波混頻器，該載波數(shù)控振蕩器與該兩個(gè)載波混頻器相連，各載波混頻器連接并聯(lián)的第一碼混頻器和第二碼混頻器，該兩個(gè)第一載碼混頻器分別與第一累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路，該兩個(gè)第二載碼混頻器分別與第二累加清零跟蹤支路、第二累加清零即時(shí)支路相連。
該GPS定位報(bào)警器還包括一個(gè)存儲器，其通過總線與微處理器相連；一個(gè)電源和復(fù)位控制器，其與GPS相關(guān)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘相連。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于由于采用GPS定位技術(shù)，所以當(dāng)使用者報(bào)警時(shí)無需說明所處位置，根據(jù)GPS的定位信號就可獲得其位置，呼救者能夠及時(shí)得到幫助。


圖1a-1b為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的GPS相關(guān)器結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為GPS相關(guān)器中跟蹤模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如圖1a、1b所示，一種GPS定位報(bào)警裝置，包括GPS相關(guān)器、微處理器、存儲器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及雙UART，它們通過地址總線和控制總線相連，還包括一個(gè)電源和復(fù)位控制器，其與GPS相關(guān)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘相連。
可采用現(xiàn)有的16位和32位的微處理器，特別是Motorola和Intel公司的微處理器，以及ARM60 32位RISC處理器。
該GPS相關(guān)器為12通道相關(guān)器，其數(shù)字中頻數(shù)據(jù)來自射頻前端，控制功能由微處理器來實(shí)現(xiàn)。
如圖2所示，其包括12個(gè)跟蹤模塊、時(shí)鐘產(chǎn)生器、時(shí)基產(chǎn)生器、地址譯碼器、狀態(tài)寄存器、采樣鎖存器以及總線接口，該12個(gè)跟蹤模塊通過32位總線相連并于該總線接口相連接，該時(shí)鐘產(chǎn)生器與該時(shí)基產(chǎn)生器相連，該時(shí)基產(chǎn)生器與各該跟蹤模塊相連，該采樣鎖存器與各該跟蹤模塊相連，地址譯碼器與該微處理器相連，該狀態(tài)寄存器與該總線接口相連，該總線接口與該微處理相連。
采樣鎖存器可將來自射頻前端的同步數(shù)據(jù)與內(nèi)部SAMPCLK時(shí)鐘進(jìn)行同步。在實(shí)模式下，下變頻的衛(wèi)星信號在前端輸出并以SAMPCLK采樣。同時(shí)數(shù)據(jù)在SAMPCLK的下一個(gè)上升沿重采樣。此后這些信號再被分配到12個(gè)跟蹤模塊。在復(fù)輸入模式下，下變頻衛(wèi)星信號可直接應(yīng)用到GPS定位預(yù)警器的SIGN0、MAG0、SIGN1和MAG1輸入，以分別作為同相路的符號和幅度，正交路的符號和幅度。這些信號以5.833MHz在相關(guān)器內(nèi)進(jìn)行采樣。
時(shí)鐘產(chǎn)生器可把從射頻前端得到的主時(shí)鐘CLKT/CLKI進(jìn)行6或7分頻，以得到內(nèi)部的多相位時(shí)鐘組。與GPS定位預(yù)警器連接時(shí)，由于主時(shí)鐘額定頻率是40MHz，故應(yīng)在內(nèi)部進(jìn)行7分頻。工作于復(fù)輸入模式下時(shí)則應(yīng)進(jìn)行6分頻。連接時(shí)，其SAMP-CLK采樣時(shí)鐘為5.714MHz。
時(shí)鐘產(chǎn)生器的主要任務(wù)是產(chǎn)生MICRO CLK微處理器的時(shí)鐘信號，其頻率為主時(shí)鐘的一半。主要功能是作為ARM系統(tǒng)模式時(shí)存儲器控制邏輯的同步時(shí)鐘。
時(shí)基產(chǎn)生器用于產(chǎn)生四個(gè)重要信號。其中AC-CUM INT是累加器中斷信號，用于控制相關(guān)器累加器和微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸，該信號可通過ACCUM INT輸出進(jìn)行檢測，也可通過讀取ACCUM STA-TUSA寄存器進(jìn)行檢測。TIC是一個(gè)內(nèi)部信號，默認(rèn)值約為100mS，用于同時(shí)鎖存所有12個(gè)通道的測量數(shù)據(jù)(周期計(jì)數(shù)、碼相位、碼DCO相位、載波DCO相位、載波周期計(jì)數(shù))，其周期可以改變。MEAS INT是測量中斷信號。TIMEMARK為時(shí)間標(biāo)記，可作為秒脈沖信號。
各該跟蹤模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可用于跟蹤衛(wèi)星信號。圖3所示是跟蹤模塊的原理框圖。每一個(gè)跟蹤通道可獨(dú)立編程。
其包括載波數(shù)控振蕩器(載波DCO)、碼數(shù)控振蕩器(碼DCO)、載波周期計(jì)數(shù)器、C/A碼產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)源選擇器、第一累加清零跟蹤支路、第二累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路、第二累加清零即時(shí)支路、碼相位計(jì)數(shù)器、碼掃描計(jì)數(shù)器、載波混頻器、碼混頻器以及周期計(jì)數(shù)器，該載波數(shù)控振蕩器、碼數(shù)控振蕩器、載波周期計(jì)數(shù)器、C/A碼產(chǎn)生器、第一累加清零跟蹤支路、第二累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路、第二累加清零即時(shí)支路、碼相位計(jì)數(shù)器、碼掃描計(jì)數(shù)器以及周期計(jì)數(shù)器通過輸入輸出數(shù)據(jù)總線相連，載波數(shù)控振蕩器與該載波周期計(jì)數(shù)器相連，該碼掃描計(jì)數(shù)器與C/A碼產(chǎn)生器相連，C/A碼產(chǎn)生器與碼數(shù)控振蕩器相連，該碼相位計(jì)數(shù)器與該C/A碼產(chǎn)生器、碼數(shù)控振蕩器相連，該數(shù)據(jù)源選擇器分別連接兩個(gè)載波混頻器，該載波數(shù)控振蕩器與該兩個(gè)載波混頻器相連，各載波混頻器連接并聯(lián)的第一碼混頻器和第二碼混頻器，該兩個(gè)第一載碼混頻器分別與第一累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路，該兩個(gè)第二載碼混頻器分別與第二累加清零跟蹤支路、第二累加清零即時(shí)支路相連。
該系統(tǒng)可以使用單個(gè)射頻前端，因?yàn)樗械腉PS衛(wèi)星都使用相同的L1天線，頻率為1575.42MHz。但是為了獲得更廣的空間覆蓋，有時(shí)需要使用多根天線，這時(shí)就需要多個(gè)獨(dú)立的射頻前端。在射頻部分，可對L1信號進(jìn)行下變頻以進(jìn)行數(shù)字基帶處理，然后將得到的信號在GPS定位預(yù)警器中與本地產(chǎn)生的C/A碼進(jìn)行相關(guān)處理。每一相關(guān)通道可以使用各自的碼字，這樣12個(gè)相關(guān)器通道就可以同時(shí)工作以捕獲和跟蹤多達(dá)12顆衛(wèi)星。把相關(guān)器的輸出數(shù)據(jù)送到微處理器便可得到導(dǎo)航信息和控制跟蹤環(huán)路信號。
為抑制雜散，保證相關(guān)器的正確工作，應(yīng)減小相關(guān)器和射頻前端相連接所產(chǎn)生的干擾。并使GPS定位預(yù)警器相關(guān)器的SAMPCLK信號諧波達(dá)到最小，以使其不會混到IF鏈路的通帶內(nèi)。
GPS定位預(yù)警器的SAMPCLK輸出的CLK輸入間應(yīng)串連一個(gè)1.5KΩ的電阻，它與CLK腳的輸入電阻構(gòu)成一個(gè)濾波器，可以抑制SAMPCLK信號的高次諧波。在射頻前端送來的數(shù)據(jù)進(jìn)入GPS定位預(yù)警器前，也應(yīng)采取類似措施，即在MAG和SIGN輸出端與GPS定位預(yù)警器的輸入端之間串連一個(gè)470Ω的電阻。
權(quán)利要求
1.一種GPS定位報(bào)警裝置，其特征在于，其包括GPS相關(guān)器、微處理器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及雙UART，它們通過地址總線和控制總線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS定位報(bào)警裝置，其特征在于，該GPS相關(guān)器包括12個(gè)跟蹤模塊、時(shí)鐘產(chǎn)生器、時(shí)基產(chǎn)生器、地址譯碼器、狀態(tài)寄存器、采樣鎖存器以及總線接口，該12個(gè)跟蹤模塊通過32位總線相連并于該總線接口相連接，該時(shí)鐘產(chǎn)生器與該時(shí)基產(chǎn)生器相連，該時(shí)基產(chǎn)生器與各該跟蹤模塊相連，該采樣鎖存器與各該跟蹤模塊相連，地址譯碼器與該微處理器相連，該狀態(tài)寄存器與該總線接口相連，該總線接口與該微處理相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS定位報(bào)警裝置，其特征在于，各該跟蹤模塊包括載波數(shù)控振蕩器、碼數(shù)控振蕩器、載波周期計(jì)數(shù)器、C/A碼產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)源選擇器、第一累加清零跟蹤支路、第二累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路、第二累加清零即時(shí)支路、碼相位計(jì)數(shù)器、碼掃描計(jì)數(shù)器、載波混頻器、碼混頻器以及周期計(jì)數(shù)器，該載波數(shù)控振蕩器、碼數(shù)控振蕩器、載波周期計(jì)數(shù)器、C/A碼產(chǎn)生器、第一累加清零跟蹤支路、第二累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路、第二累加清零即時(shí)支路、碼相位計(jì)數(shù)器、碼掃描計(jì)數(shù)器以及周期計(jì)數(shù)器通過輸入輸出數(shù)據(jù)總線相連，載波數(shù)控振蕩器與該載波周期計(jì)數(shù)器相連，該碼掃描計(jì)數(shù)器與C/A碼產(chǎn)生器相連，C/A碼產(chǎn)生器與碼數(shù)控振蕩器相連，該碼相位計(jì)數(shù)器與該C/A碼產(chǎn)生器、碼數(shù)控振蕩器相連，該數(shù)據(jù)源選擇器分別連接兩個(gè)載波混頻器，該載波數(shù)控振蕩器與該兩個(gè)載波混頻器相連，各載波混頻器連接并聯(lián)的第一碼混頻器和第二碼混頻器，該兩個(gè)第一載碼混頻器分別與第一累加清零跟蹤支路、第一累加清零即時(shí)支路，該兩個(gè)第二載碼混頻器分別與第二累加清零跟蹤支路、第二累加清零即時(shí)支路相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS定位報(bào)警裝置，其特征在于，其還包括一個(gè)存儲器，其通過總線與微處理器相連；一個(gè)電源和復(fù)位控制器，其與GPS相關(guān)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GPS定位報(bào)警裝置，包括GPS相關(guān)器、微處理器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及雙UART(通用異步接收發(fā)送器)，它們通過地址總線和控制總線相連。本發(fā)明采用GPS定位技術(shù)，所以當(dāng)使用者報(bào)警時(shí)無需說明所處位置，根據(jù)GPS的定位信號就可獲得其位置，呼救者能夠及時(shí)得到幫助。
文檔編號G01S5/14GK1991406SQ200610005679
公開日2007年7月4日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者汪凱 申請人:上海盛典軟件有限公司