專利名稱：太陽能供電的gps跟蹤定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能供電的定位系統(tǒng)，為全球定位、通信技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的GPS跟蹤定位裝置一般有兩種第一種是車載GPS跟蹤裝 置；第二種是用于防老人、小孩走失或貴重物品丟失的GPS跟蹤裝置。 這兩種裝置均采用連線方式安裝，另外在技術(shù)方面、使用方面均存在 一定缺陷。
第一種跟蹤裝置，其GPS主機(jī)一般放置于車輛駕駛艙內(nèi)，其電源 供應(yīng)直接連接到車輛電源上，GPS接收天線通過延長線連接到車頂， 以便信號(hào)的接收，在控制終端方面，也采用連線的方式控制手柄或鍵 盤到GPS主機(jī)上。另外，傳統(tǒng)的車載GPS跟蹤定位裝置在安裝方面均
要加長連接線進(jìn)行安裝連接，首先在安裝方面就增加了復(fù)雜性，由于 所連接的線都是做信號(hào)傳輸?shù)?，其連接線過長，在一定程度上影響了 信號(hào)的傳輸，從而對(duì)GPS跟蹤定位裝置工作的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影 響。其次，由于控制手柄是以連線的方式連接在GPS主機(jī)上的，所以 操控性也受到了極大的限制。第二種是用于防老人、小孩走失或貴重物品丟失的GPS跟蹤裝
置。 一般配有一個(gè)由老人(小孩或貴重物品)佩戴的GPS位置發(fā)射器， 其內(nèi)部裝有鎳氫電池；以及一個(gè)可以控制返回GPS坐標(biāo)的終端遙控裝 置。在控制終端方面，由遙控終端發(fā)出指令，獲得發(fā)射器上GPS的坐 標(biāo)。傳統(tǒng)的防丟失GPS跟蹤裝置在使用方面，由于發(fā)射器的功耗大， 導(dǎo)致使用24 48個(gè)小時(shí)就必須更換電池，否則電量耗盡，跟蹤裝置無 法使用。而在傳輸方面，也會(huì)經(jīng)常由于對(duì)遙控器材的誤操作造成諸多 不便。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)車載GPS跟蹤定位裝置及傳統(tǒng)防丟 失GPS跟蹤定位裝置的缺陷，提供一種可免除接線操作，節(jié)能環(huán)保， 由太陽能供電的GPS跟蹤定位裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種太陽能供電的GPS跟蹤定位裝 置，包括GPS跟蹤定位器，該GPS跟蹤定位器具有外殼，在外殼內(nèi)安 有控制部分，在外殼上設(shè)有太陽能電池板，太陽能電池板與外殼之間 設(shè)有隔熱層，該太陽能電池板上安有太陽能電池，由太陽能電池給控 制部分提供工作電壓。
所述控制部分包括有充電電路、鎳氫電池、三端穩(wěn)壓器電路、短 信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路、中央處理單元、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和短信收發(fā) 模塊電路；其充電電路與太陽能電池相接，由太陽能電池進(jìn)行供電； 其充電電路用于對(duì)內(nèi)部的鎳氫電池進(jìn)行充電，由充電路或鎳氫電池以提供控制部分所需電壓并分別與三端穩(wěn)壓器電路和短信收發(fā)模塊穩(wěn)
壓電路相連；三端穩(wěn)壓器電路用于向中央處理單元和GPS定位系統(tǒng)提
供工作電壓，短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路用于向短信收發(fā)模塊電路提供工
作電壓；其短信收發(fā)模塊電路與中央處理單元相連；該定位裝置進(jìn)一 步還包括有一外部通信設(shè)備，該外部通信設(shè)備用于向短信收發(fā)模塊電 路互通短信。
所述的充電電路主要包括有脈寬調(diào)制電路P麗、二極管Dl和D2、 開關(guān)Tl和T2;太陽能電池通過二極管Dl與脈寬調(diào)制電路P麗及外 殼內(nèi)部的鎳氫電池相連。
所述的中央處理單元選用STC89C52;所述的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng) 選用H0LUXM-87;中央處理單元的P0.0為1/0數(shù)據(jù)交互端口，與GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出管腳TXA相連接，用于接收從GPS衛(wèi)星定位 系統(tǒng)傳遞給中央處理單元的坐標(biāo)字符串。
所述的短信收發(fā)模塊電路包括有短信收發(fā)模塊和外圍電路，該短 信收發(fā)模塊選用SIM300;所述的外圍電路通過VSIM端口與短信收發(fā) 模塊SIM300的VSIM端口相連，通過VEXT端口與短信收發(fā)模塊SIM300 的VEXT端口相連。
所述的中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入管腳RXD與短信收發(fā)模塊的數(shù) 據(jù)輸出管腳TXD相連，用于接收SIM300傳遞給中央處理單元的返回 數(shù)據(jù)；中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出管腳TXD與短信收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸入 管腳RXD，用于給SIM300傳遞指令。
本實(shí)用新型由于采用太陽能電池板進(jìn)行供電，因此在電源連接方面，比傳統(tǒng)的車載方式免除了繁瑣的接線操作，同時(shí)有效地解決了一 般普通鎳氫電池供電所導(dǎo)致使用時(shí)間過短的問題。另外，在無線傳輸 方面，采用手機(jī)收發(fā)短信的方式獲得定位器的位置，比傳統(tǒng)車載方式 相比，其靈敏性較高，而且比防丟失的GPS跟蹤裝置相比操作更為簡 單。另外本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的短信收發(fā)采
用最新的SIM300GSM/GPRS模塊，比傳統(tǒng)GSM模塊功能更為強(qiáng)大；2、 本實(shí)用新型的GPS采用HOLUX M-87型號(hào)的GPS模塊，操作簡單，管 腳僅用到數(shù)據(jù)輸出管腳TXA，接地及電源。3、本實(shí)用新型由于使用 STC89C52中央處理單元僅有一個(gè)串口，所以將Pl.O的1/0端口以軟 件的形式用模擬串口的方式連接GPS的發(fā)送數(shù)據(jù)端，從而得到從GPS 發(fā)送出的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，連接方便。4、相比于同類的車載及定位系統(tǒng)， 本實(shí)用新型成本大約只有200元左右。5、實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)相較于 一般產(chǎn)品簡單，操作也十分簡單。


圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的原理框圖； 圖3為本實(shí)用新型中的充電電路原理示意圖； 圖4為本實(shí)用新型中的三端穩(wěn)壓器電路示意圖； 圖5為本實(shí)用新型中的中央處理單元和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的連接 電路圖6為本實(shí)用新型中的短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路示意圖；圖7為本實(shí)用新型中短信收發(fā)模塊電路圖； 圖8為圖7的外圍電路圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1和圖2，本實(shí)用新型的太陽能供電的GPS跟蹤定位裝置， 包括GPS跟蹤定位器1，該GPS跟蹤定位器1具有外殼11，在外殼內(nèi) 安有控制部分2，在外殼11上設(shè)有太陽能電池板3，該太陽能電池板 3上安有太陽能電池3'(圖l所示)，由太陽能電池3'給控制部分2 提供工作電壓；太陽能電池板3與外殼11之間設(shè)有隔熱層4，如隔 熱紙等，隔斷熱量的傳遞以防損壞外殼內(nèi)部設(shè)備。有關(guān)GPS跟蹤定位 器的機(jī)械結(jié)構(gòu)可采用現(xiàn)有定位裝置類似的結(jié)構(gòu)。參閱圖2，所述控制 部分2包括有充電電路21、鎳氫電池22、三端穩(wěn)壓器電路23、短信 收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路24、中央處理單元25、 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)26和短 信收發(fā)模塊電路27。其充電電路21與太陽能電池3'相接，由太陽能 電池3'進(jìn)行供電。所述的太陽能電池可采用以下方式20片1*2平 方厘米太陽能電池進(jìn)行串聯(lián)，其標(biāo)稱電壓為9.0V、標(biāo)稱電流60mA、 標(biāo)稱功率540mW、開路電壓為11.6V、短路電流70mA;實(shí)際使用時(shí)， 只要充電2小時(shí)，即可補(bǔ)足無線跟蹤器一天的靜態(tài)耗電(120mAh)。 其充電電路用于對(duì)內(nèi)部的鎳氫電池22進(jìn)行充電，由充電電路21或鎳 氫電池22以提供控制部分所需電壓并分別與三端穩(wěn)壓器電路23和短 信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路24相連。該鎳氫電池一般選用AAA1000H型，6 只串聯(lián)為一組，2組并聯(lián)，標(biāo)稱電壓7.2V，容量2000mAh;在沒有充電的條件下，可提供無線跟蹤器連續(xù)工作15小時(shí)的工作電壓。該
三端穩(wěn)壓器電路23用于向中央處理單元25和GPS定位系統(tǒng)26提供 工作電壓，短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路24用于向短信收發(fā)模塊電路27提 供工作電壓。其短信收發(fā)模塊電路27與中央處理單元25相連。本實(shí) 用新型的定位裝置進(jìn)一步還包括有一外部通信設(shè)備5，如手機(jī)等；該 外部通信設(shè)備5用于向短信收發(fā)模塊電路27互通短信。
參見圖2和圖3，該充電電路主要包括有脈寬調(diào)制電路PWM、 二 極管Dl和D2、開關(guān)Tl和T2。太陽能電池3'通過二極管Dl與脈寬 調(diào)制電路PWM及外殼內(nèi)部的鎳氫電池22相連，由太陽能電池3^對(duì)鎳 氫電池進(jìn)行充電。圖中各器件功能如下(1)開關(guān)T1控制充電回路， 它導(dǎo)通時(shí)間的長短由脈寬調(diào)制電路P麗控制，隨著鎳氫電池的電壓逐 漸升高，導(dǎo)通時(shí)間變短，充電電流逐漸變小，達(dá)到1.45V/只時(shí)，充 電電流趨近于零，達(dá)到了防止鎳氫電池被過充電的目的；(2)開關(guān) T2控制放電回路，當(dāng)鎳氫電池的電壓下降到1.0V/只時(shí)，控制電路輸 出一個(gè)低電平，將T2關(guān)斷，停止鎳氫電池繼續(xù)放電，達(dá)到了防止電 池過放電的目的；(3) Dl的作用是防止夜間鎳氫電池向太陽電池反 向放電；(4) D2和保險(xiǎn)BX聯(lián)合起到防止鎳氫電池極性反接的作用， 當(dāng)鎳氫電池的極性連接正確時(shí)，二極管D2不起作用， 一旦電池的極 性反接，D2將電池短路，保險(xiǎn)絲BX燒斷，起到了保護(hù)控制電路和負(fù) 載的作用。
參見圖2和圖4，該三端穩(wěn)壓器電路23包括有三端穩(wěn)壓器7805 及電容Cl和C2，該三端穩(wěn)壓器7805的輸入端(接電源)與充電電路的電壓輸出端相連，其輸出端輸出穩(wěn)定的電壓，如+5V，以給中央
處理單元25和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)26提供工作電壓。電容Cl和C2分 別接在三端穩(wěn)壓器7805的輸入端和輸出端，用于濾波。
參見圖2、圖4和圖5，所述的中央處理單元25選用STC89C52; 所述的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)26選用HOLUXM-87。中央處理單元的PO. 0 為I/O數(shù)據(jù)交互端口，與GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出管腳TXA相連 接，用于接收從GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)傳遞給中央處理單元的坐標(biāo)字符 串。
三端穩(wěn)壓器7805的輸出端分別與中央處理單元和GPS衛(wèi)星定位 系統(tǒng)的VCC端相連，以提供各自的工作電壓。
參見圖2和圖6，該電路通過X1與充電電路的輸出端相連，經(jīng) 處理后分別通過VBAT和VEXT輸出相應(yīng)的工作電壓，以提供給短信收 發(fā)模塊電路27正常的工作電壓。再參見圖7和圖8，所述的短信收 發(fā)模塊電路27包括有短信收發(fā)模塊和外圍電路，該短信收發(fā)模塊選 用SIM300。短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路的電壓輸出端VBAT分別通過電阻 R6、電阻R8與短信收發(fā)模塊SIM300相連；其VEXT通過電阻R7與短 信收發(fā)模塊SIM300相連。再參閱圖8，所述的外圍電路通過VSIM端 口與短信收發(fā)模塊SIM300的VSIM端口相連，通過VEXT端口與短信 收發(fā)模塊SIM300的VEXT端口相連。再參閱圖5，中央處理單元的數(shù) 據(jù)輸入管腳RXD與短信收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出管腳TXD相連，用于接收 SIM300傳遞給中央處理單元的返回?cái)?shù)據(jù)；中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出 管腳TXD與短信收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸入管腳RXD，用于給SIM300傳遞指令。
上述的太陽能電池板3設(shè)計(jì)在整機(jī)外殼11上表面，太陽能電池 板3通過采集自然光照獲取光能并轉(zhuǎn)化為電能。太陽能電池板3轉(zhuǎn)換
出的電能通過脈寬調(diào)制電路PWM進(jìn)行穩(wěn)壓限壓后施加到鎳氫電池22 上，實(shí)現(xiàn)對(duì)可鎳氫電池22進(jìn)行充電的功能，既滿足了該鎳氫電池22 持續(xù)維持在電量充足的狀態(tài)，又能保證電池電量不會(huì)過充而損壞。
本實(shí)用新型采用無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)檢測目標(biāo)位置的功 能，其實(shí)實(shí)現(xiàn)方式為由手機(jī)發(fā)送一條短信，短信內(nèi)容為事先設(shè)定好 的密碼，當(dāng)短信收發(fā)模塊SIM300中插入的SIM卡接收到由手機(jī)發(fā)來 的短信時(shí)，會(huì)自動(dòng)向串口發(fā)送字符串，串口將字符串傳送至中央處理 單元并進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)短信收發(fā)模塊收到此字符串的時(shí)候，證明短信已 經(jīng)發(fā)到；接下來開始由中央處理單元通過控制指令對(duì)短信收發(fā)模塊 SIM300發(fā)送SIM卡內(nèi)短信檢索指令，即看短信的內(nèi)容是否與中央處 理單元內(nèi)預(yù)設(shè)的密碼相同。如果相同則將GPS傳到中央處理單元內(nèi)的 坐標(biāo)地址以字符串的形式(GPS在插電情況下會(huì)每秒鐘向串口發(fā)送坐 標(biāo)的字符串，以中斷的方式提取字符串并存儲(chǔ)到中央處理單元)，通 過串口發(fā)送給短信收發(fā)模塊SIM300，并以中央處理單元控制短信收 發(fā)模塊SIM300將短信發(fā)給固定手機(jī)號(hào)碼上。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，其工作步驟如下
第一步單片機(jī)進(jìn)行初始化，GPS進(jìn)行初始化，SIM300進(jìn)行初始化。
第二步將GPS數(shù)據(jù)存入字符串?dāng)?shù)組當(dāng)中；并保持每5秒中斷更新一次數(shù)據(jù)。
第三步設(shè)置以GSM方式發(fā)送短信并且設(shè)置短信息中心號(hào)碼。
第四步注冊(cè)M0DE0M網(wǎng)絡(luò)，并且設(shè)置發(fā)送短信文本格式為TXT。
第五步等待短信息到達(dá)。 第六步收到短信息。
第七步判斷串口是否確實(shí)接收到短信息，若正確進(jìn)行第8步， 若錯(cuò)誤返回第6步。
第八步判斷短信息內(nèi)容是否為密碼，若正確進(jìn)行第9步，若錯(cuò) 誤返回第6步。
第九步發(fā)送GPS的字符串?dāng)?shù)組到發(fā)送短信的手機(jī)上，返回第6步。
權(quán)利要求1、太陽能供電的GPS跟蹤定位裝置，包括GPS跟蹤定位器(1)，該GPS跟蹤定位器(1)具有外殼(11)，其特征在于在外殼(11)內(nèi)安有控制部分(2)，在外殼(11)上設(shè)有太陽能電池板(3)，太陽能電池板(3)與外殼(11)之間設(shè)有隔熱層(4)，該太陽能電池板(3)上安有太陽能電池(3`)，由太陽能電池(3`)給控制部分(2)提供工作電壓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS跟蹤定位裝置，其特征在于所述控制部分(2)包括有充電電路(21)、鎳氫電池(22)、三端穩(wěn)壓器電路(23)、短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路(24)、中央處理單元(25)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)(26)和短信收發(fā)模塊電路(27);其充電電路(21)與太陽能電池(3')相接，由太陽能電池(3》進(jìn)行供電；其充電電路用于對(duì)內(nèi)部的鎳氫電池(22)進(jìn)行充電，由充電路(21)或鎳氫電池(22)以提供控制部分所需電壓并分別與三端穩(wěn)壓器電路(23)和短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路(24)相連；三端穩(wěn)壓器電路(23)用于向中央處理單元(25)和GPS定位系統(tǒng)(26)提供工作電壓，短信收發(fā)模塊穩(wěn)壓電路(24)用于向短信收發(fā)模塊電路(27)提供工作電壓；其短信收發(fā)模塊電路(27)與中央處理單元(25)相連；該定位裝置進(jìn)一步還包括有一外部通信設(shè)備(5)，該外部通信設(shè)備(5)用于向短信收發(fā)模塊電路(27)互通短信。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS跟蹤定位裝置，其特征在于所述的充電電路主要包括有脈寬調(diào)制電路PWM、 二極管Dl和D2、開關(guān)Tl和T2;太陽能電池(3^ )通過二極管Dl與脈寬調(diào)制電路P麗及外殼內(nèi)部的鎳氫電池(22)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的GPS跟蹤定位裝置，其特征在于所述的中央處理單元(25)選用STC89C52;所述的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)(26)選用H0LUX M-87;中央處理單元的P0. 0為I/O數(shù)據(jù)交互端口，與GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出管腳TXA相連接，用于接收從GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)傳遞給中央處理單元的坐標(biāo)字符串。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的GPS跟蹤定位裝置，其特征在于所述的短信收發(fā)模塊電路(27)包括有短信收發(fā)模塊和外圍電路，該短信收發(fā)模塊選用S頂300;所述的外圍電路通過VSIM端口與短信收發(fā)模塊SIM300的VSIM端口相連，通過VEXT端口與短信收發(fā)模塊SIM300的VEXT端口相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的GPS跟蹤定位裝置，其特征在于所述的中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入管腳RXD與短信收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出管腳TXD相連，用于接收SIM300傳遞給中央處理單元的返回?cái)?shù)據(jù)；中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出管腳TXD與短信收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸入管腳RXD，用于給SIM300傳遞指令。
專利摘要本實(shí)用新型為一種太陽能供電的GPS跟蹤定位裝置，它包括GPS跟蹤定位器，該GPS跟蹤定位器具有外殼，在外殼內(nèi)安有控制部分，在外殼上設(shè)有太陽能電池板，太陽能電池板與外殼之間設(shè)有隔熱層，該太陽能電池板上安有太陽能電池，由太陽能電池給控制部分提供工作電壓。本實(shí)用新型由于采用太陽能電池板進(jìn)行供電，免除了繁瑣的接線操作，使用時(shí)間不受限制；另外，在無線傳輸方面，采用手機(jī)收發(fā)短信的方式獲得定位器的位置，其靈敏性較高，操作更為簡單。
文檔編號(hào)G01S1/02GK201429685SQ200920176270
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者余晉杉, 愷 王, 解岳鋒 申請(qǐng)人:愷 王