基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，包括中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)、電源模塊和存儲(chǔ)系統(tǒng)；使導(dǎo)航定位不再受限于國(guó)外衛(wèi)星系統(tǒng)的制約，產(chǎn)品可以應(yīng)用于敏感部門；使敏感數(shù)據(jù)不再依靠民用網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；使數(shù)據(jù)傳輸不再需要基站，沒(méi)有基站覆蓋的區(qū)域也可以進(jìn)行定位和監(jiān)控，大大拓展了定位終端的應(yīng)用領(lǐng)域；集成環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，成為移動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)終端。
【專利說(shuō)明】基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上存在的衛(wèi)星定位終端設(shè)備主要有兩種的:基于GPS (GlobalPositioning System,全球定位系統(tǒng))的設(shè)備和基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)備。GPS終端經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)非常成熟。但是，由于GPS系統(tǒng)是美國(guó)研發(fā)和運(yùn)營(yíng)的衛(wèi)星系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)的涉密部門和關(guān)鍵民用領(lǐng)域無(wú)法用于開(kāi)展業(yè)務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力。2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件正式版正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對(duì)亞太地區(qū)提供無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。
[0003]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)具備定位與通信功能，相對(duì)于GPS有自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，但在民用領(lǐng)域的應(yīng)用很不充分，GPS在民用市場(chǎng)占據(jù)絕大部分的份額。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在民用領(lǐng)域有著良好的前景，影響、制約北斗系統(tǒng)在民用領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用的主要因素就是系統(tǒng)用戶終端。
[0004]目前市場(chǎng)上的北斗定位終端，在數(shù)據(jù)回傳方面，因?yàn)槌杀疽蛩兀毡椴捎肎PRS(General Packet Radio Service,通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))通道,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)回傳到指揮中心。這種技術(shù)體系存在的主要問(wèn)題是:1、數(shù)據(jù)回傳過(guò)程需要接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；但是在部隊(duì)、公安等涉密領(lǐng)域和各國(guó)家機(jī)關(guān)、關(guān)鍵要害部門，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)絕對(duì)不能接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。2、數(shù)據(jù)回傳必須依賴于無(wú)線基站，山區(qū)、海洋等基站不能覆蓋的區(qū)域無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于以上技術(shù)上的原因，基于GPRS通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋倍范ㄎ辉O(shè)備，基本上無(wú)法進(jìn)入上述主流市場(chǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，包括中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)、電源模塊和存儲(chǔ)系統(tǒng)；
[0008]所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送的射頻信號(hào)，經(jīng)放大、相關(guān)、混頻處理后，解譯出北斗衛(wèi)星系統(tǒng)所發(fā)送的導(dǎo)航電文；
[0009]所述傳感器解碼系統(tǒng)采集方向、坐標(biāo)、海拔、速度、氣壓、溫度、天氣、風(fēng)向、風(fēng)速信息中的至少一種；
[0010]所述中央控制系統(tǒng)從所述導(dǎo)航電文中進(jìn)一步解析出定位信息；所述中央控制系統(tǒng)將傳感器解碼系統(tǒng)采集的信息進(jìn)一步解析和處理；所述中央控制系統(tǒng)接收所述信息傳送系統(tǒng)傳送的外部請(qǐng)求命令并指令相應(yīng)設(shè)備執(zhí)行；
[0011]所述信息傳送系統(tǒng)將中央控制系統(tǒng)進(jìn)一步處理后的定位信息和傳感器解碼系統(tǒng)采集的信息傳送給外部相應(yīng)的解析和顯示設(shè)備，并將外部請(qǐng)求命令傳送給中央控制系統(tǒng)；
[0012]所述存儲(chǔ)系統(tǒng)以SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)為內(nèi)部存儲(chǔ)器、以NAND Flash為外部存儲(chǔ)器；
[0013]所述電源模塊為中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)供電。
[0014]進(jìn)一步地，所述傳感器解碼系統(tǒng)包括方向傳感器、坐標(biāo)傳感器、海拔傳感器、速度傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、天氣傳感器、風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器中的至少一種。
[0015]進(jìn)一步地，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括北斗接收模塊和北斗二代天線。
[0016]進(jìn)一步地，所述北斗接收模塊為UM220北斗/GPS雙系統(tǒng)導(dǎo)航/授時(shí)模塊。
[0017]進(jìn)一步地，所述中央控制系統(tǒng)米用AM335X微控制器。
[0018]進(jìn)一步地，所述UM220北斗/GPS雙系統(tǒng)導(dǎo)航/授時(shí)模塊的串口引腳通過(guò)MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片與AM335X微控制器的串口連接。
[0019]本發(fā)明主要應(yīng)用于以下環(huán)節(jié):
[0020]1、作為地理信息系統(tǒng)的配套信息采集終端，全面提升電子地圖系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的整體功能和應(yīng)用價(jià)值。
[0021]2、作為各種通信車、指揮車的導(dǎo)航、定位，作戰(zhàn)區(qū)域海拔、溫度、氣壓等自然、地理環(huán)境等作戰(zhàn)參數(shù)監(jiān)測(cè)。
[0022]3、作為作戰(zhàn)裝甲車、運(yùn)兵車的定位、導(dǎo)航、作戰(zhàn)區(qū)域空間信息采集和作戰(zhàn)環(huán)境信息分析使用。
[0023]4、作為各種環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配套采集終端使用。如消防車，特種環(huán)境監(jiān)測(cè)車等。
[0024]5、作為特種部隊(duì)狙擊手的風(fēng)向、風(fēng)速觀測(cè)設(shè)備，為射手提供當(dāng)前環(huán)境的實(shí)時(shí)精確風(fēng)向、風(fēng)速。測(cè)量分辨率:風(fēng)速0.01米/秒，風(fēng)向I度；反應(yīng)時(shí)間:0.25秒；測(cè)量精度:風(fēng)速不大于12米/秒時(shí)，測(cè)量誤差為風(fēng)速±2%，風(fēng)向±3%。
[0025]6、作為移動(dòng)氣象站，為用戶直接提供當(dāng)前氣象信息，以及未來(lái)6-8小時(shí)短期氣象預(yù)報(bào)。
[0026]本發(fā)明主要適合以下用戶和環(huán)境:
[0027]1、作為各類地理信息系統(tǒng)的配套硬件，提升系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。
[0028]2、作為軍隊(duì)、公安、武警、消防、森林防火、安監(jiān)、應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等各類機(jī)構(gòu)和特種車輛的導(dǎo)航、定位和信息測(cè)量、監(jiān)測(cè)的前端設(shè)備。
[0029]3、作為各種重大衛(wèi)生、環(huán)境污染事件、重大自然災(zāi)害等情況下計(jì)算風(fēng)向、風(fēng)速、測(cè)算地理位置和疏散區(qū)域與方向等輔助決策和指揮調(diào)度工具。
[0030]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn):
[0031]1、本發(fā)明提供了豐富的環(huán)境和空間信息測(cè)量信息:
[0032]如:方向、坐標(biāo)、海拔、速度、氣壓、溫度、天氣、風(fēng)向、風(fēng)速。
[0033]2、本發(fā)明提供簡(jiǎn)潔的第三方數(shù)據(jù)接口:可以直接集成到各種指揮系統(tǒng)平臺(tái)、各種電子地圖應(yīng)用平臺(tái)。
[0034]3、本發(fā)明支持本地應(yīng)用和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用:可以通過(guò)串口協(xié)議實(shí)現(xiàn)本地系統(tǒng)集成應(yīng)用，也可以通過(guò)IP-UPD網(wǎng)絡(luò)端口協(xié)議，支持各種遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和大型系統(tǒng)應(yīng)用。
[0035]本發(fā)明的有益效果為:
[0036]1、使導(dǎo)航定位不再受限于國(guó)外衛(wèi)星系統(tǒng)的制約，產(chǎn)品可以應(yīng)用于敏感部門。
[0037]2、使敏感數(shù)據(jù)不再依靠民用網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。
[0038]3、使數(shù)據(jù)傳輸不再需要基站，沒(méi)有基站覆蓋的區(qū)域也可以進(jìn)行定位和監(jiān)控，大大拓展了定位終端的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0039]4、集成環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，成為移動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)終端。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]如圖1所示，本實(shí)施例中的基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，包括中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)、電源模塊和存儲(chǔ)系統(tǒng)；
[0044]所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送的射頻信號(hào)，經(jīng)放大、相關(guān)、混頻處理后，解譯出北斗衛(wèi)星系統(tǒng)所發(fā)送的導(dǎo)航電文；
[0045]所述傳感器解碼系統(tǒng)采集方向、坐標(biāo)、海拔、速度、氣壓、溫度、天氣、風(fēng)向、風(fēng)速信息中的至少一種；
[0046]所述中央控制系統(tǒng)從所述導(dǎo)航電文中進(jìn)一步解析出定位信息；所述中央控制系統(tǒng)將傳感器解碼系統(tǒng)采集的信息進(jìn)一步解析和處理；所述中央控制系統(tǒng)接收所述信息傳送系統(tǒng)傳送的外部請(qǐng)求命令并指令相應(yīng)設(shè)備執(zhí)行；由于ARM芯片具有性能高、價(jià)格低、功耗低等特點(diǎn)，在嵌入式領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，本發(fā)明采用基于ARM Cortex-AS架構(gòu)的AM335X微控制器負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制。
[0047]所述信息傳送系統(tǒng)將中央控制系統(tǒng)進(jìn)一步處理后的定位信息和傳感器解碼系統(tǒng)采集的信息傳送給外部相應(yīng)的解析和顯示設(shè)備，并將外部請(qǐng)求命令傳送給中央控制系統(tǒng)；
[0048]所述存儲(chǔ)系統(tǒng)以SDRAM為內(nèi)部存儲(chǔ)器、以NAND Flash為外部存儲(chǔ)器；
[0049]所述電源模塊為中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)供電。
[0050]進(jìn)一步地，所述傳感器解碼系統(tǒng)包括方向傳感器、坐標(biāo)傳感器、海拔傳感器、速度傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、天氣傳感器、風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器中的至少一種。
[0051]進(jìn)一步地，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括北斗接收模塊和北斗二代天線。本實(shí)施例中北斗接收模塊采用和芯星通科技有限公司的UM220北斗/GPS雙系統(tǒng)導(dǎo)航/授時(shí)模塊，負(fù)責(zé)導(dǎo)航電文的解碼和信號(hào)處理。通常情況下，北斗接收模塊通過(guò)北斗二代天線接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的射頻信號(hào)，經(jīng)放大、相關(guān)、混頻等一系列處理后，解譯出北斗衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，AM335X微控制器從導(dǎo)航電文中進(jìn)一步解析出緯度、精度、速度、時(shí)間等定位信息。
[0052]衛(wèi)星定位系統(tǒng)的核心是UM220模塊，具有尺寸小、重量輕、超低功耗(僅350mW)的特點(diǎn)，能夠同時(shí)支持BD2B1、GPS LI兩個(gè)頻點(diǎn)。UM220模塊外形尺寸緊湊，采用SMT焊盤(pán)，支持標(biāo)準(zhǔn)取放及回流焊接全自動(dòng)化集成，尤其適用于低成本、低功耗領(lǐng)域。UM220模塊無(wú)需外接 CPU 即可直接輸出 NMEA 數(shù)據(jù)，并且支持 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步收發(fā)傳輸器)等多種接口。
[0053]UM220模塊主要由RF前端、數(shù)字中頻濾波、微處理器、存儲(chǔ)單元等組成，上電完成初始自檢后，自動(dòng)接收來(lái)自北斗二代天線的北斗射頻信號(hào)，經(jīng)變頻、放大、相關(guān)、混頻等一系列處理后，完成并行通道對(duì)其視界內(nèi)幾何位置最佳的數(shù)顆衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，并測(cè)出信號(hào)從北斗衛(wèi)星到接收天線的傳播時(shí)間，解譯出北斗衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，最后由串口輸出NMEA-0183數(shù)據(jù)。UM220模塊的串口引腳通過(guò)MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片與AM335X的串口連接，使其接收RMC模式下NAME格式的北斗定位數(shù)據(jù)。
[0054]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，其特征在于:包括中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)、電源模塊和存儲(chǔ)系統(tǒng)； 所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送的射頻信號(hào)，經(jīng)放大、相關(guān)、混頻處理后，解譯出北斗衛(wèi)星系統(tǒng)所發(fā)送的導(dǎo)航電文； 所述傳感器解碼系統(tǒng)采集方向、坐標(biāo)、海拔、速度、氣壓、溫度、天氣、風(fēng)向、風(fēng)速信息中的至少一種； 所述中央控制系統(tǒng)從所述導(dǎo)航電文中進(jìn)一步解析出定位信息；所述中央控制系統(tǒng)將傳感器解碼系統(tǒng)采集的信息進(jìn)一步解析和處理；所述中央控制系統(tǒng)接收所述信息傳送系統(tǒng)傳送的外部請(qǐng)求命令并指令相應(yīng)設(shè)備執(zhí)行； 所述信息傳送系統(tǒng)將中央控制系統(tǒng)進(jìn)一步處理后的定位信息和傳感器解碼系統(tǒng)采集的信息傳送給外部相應(yīng)的解析和顯示設(shè)備，并將外部請(qǐng)求命令傳送給中央控制系統(tǒng)； 所述存儲(chǔ)系統(tǒng)以SDRAM為內(nèi)部存儲(chǔ)器、以NAND Flash為外部存儲(chǔ)器； 所述電源模塊為中央控制系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器解碼系統(tǒng)、信息傳送系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，其特征在于:所述傳感器解碼系統(tǒng)包括方向傳感器、坐標(biāo)傳感器、海拔傳感器、速度傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、天氣傳感器、風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，其特征在于:所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括北斗接收模塊和北斗二代天線。
4.如權(quán)利要求3所述的基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，其特征在于:所述北斗接收模塊為UM220北斗/GPS雙系統(tǒng)導(dǎo)航/授時(shí)模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，其特征在于:所述中央控制系統(tǒng)采用AM335X微控制器。
6.如權(quán)利要求5所述的基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的終端設(shè)備，其特征在于:所述UM220北斗/GPS雙系統(tǒng)導(dǎo)航/授時(shí)模塊的串口引腳通過(guò)MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片與AM335X微控制器的串口連接。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK103529464SQ201310482627
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】李軍, 陳柲安 申請(qǐng)人:濟(jì)南奧維信息科技有限公司