專利名稱：航標(biāo)遙測(cè)遙控的省電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水上助航標(biāo)志遙測(cè)遙控的省電裝置，特別適用于管理部門(航道局、海事局等)對(duì)內(nèi)河、湖泊和近海航道分布廣泛的各種航標(biāo)實(shí)行集中、全天候、高精度和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程定位測(cè)控。
背景技術(shù)：
目前，航標(biāo)的維護(hù)大多采用人工定期登標(biāo)巡查的方式，有些重要的航標(biāo)還必須由專人看守。隨著科技的發(fā)展，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開始采用航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)，提高航標(biāo)維護(hù)效率。公認(rèn)的航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)構(gòu)造是由測(cè)量電路、通訊電路組成，其中通訊鏈路多采用衛(wèi)星通信或VHF/UHF頻率無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)/GSM公眾數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。但這些系統(tǒng)平時(shí)一直處于通電工作狀態(tài)，導(dǎo)致靜態(tài)功耗較大，影響航標(biāo)的供電電源。
目前一個(gè)低功耗LED航標(biāo)燈每天的功耗小于3瓦時(shí)，而常見的航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)終端靜態(tài)電流大于100mA/5V，每天功耗大于12瓦時(shí)。接上遙測(cè)遙控系統(tǒng)，航標(biāo)只能維持原來(lái)的1/5工作時(shí)間；為了保證原來(lái)的工作時(shí)間，就必須增加4倍容量的電池。這正是航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)無(wú)法大面積推廣使用的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)中功耗較大的問題，本實(shí)用新型提供一種航標(biāo)遙測(cè)遙控的省電裝置，該裝置不僅能完成航標(biāo)遙測(cè)遙控功能，而且加入了電源省電管理方案，使系統(tǒng)的靜態(tài)電流小于20mA/5V，每天的平均功耗小于3瓦時(shí)，從而使航標(biāo)遙測(cè)遙控技術(shù)能得到大面積推廣應(yīng)用。
技術(shù)方案本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)、GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)；一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)組成低功耗模塊，完成航標(biāo)的電壓、電流、燈質(zhì)以及蓄電池電壓的狀態(tài)參數(shù)測(cè)量，監(jiān)聽GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信模塊的串口輸出電平，并連接省電控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大功耗控制器的電源控制。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)組成大功耗控制器，和接口變換電路連接，完成和GPS接收機(jī)、GSM通信模塊、低功耗模塊的通訊任務(wù)，獲取航標(biāo)位置的經(jīng)緯度信息和航標(biāo)狀態(tài)數(shù)據(jù)，相關(guān)信息經(jīng)GSM通信模塊發(fā)送到監(jiān)控中心。航標(biāo)正常情況，大功耗控制器處于斷電狀態(tài)，僅低功耗模塊通電工作，只有在航標(biāo)狀態(tài)異常、定時(shí)時(shí)間到或受遠(yuǎn)程控制時(shí)，才啟動(dòng)大功耗控制器工作，從而達(dá)到航標(biāo)遙測(cè)遙控的省電目的。
應(yīng)用效果本實(shí)用新型的有益效果是，使航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的靜態(tài)功耗大大降低，解決了一直困擾航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)因功耗太大而無(wú)法得到大面積推廣應(yīng)用的問題。


以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成框圖。
圖2是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
圖1中，1.低功耗模塊，2.航標(biāo)燈，3.大功率控制器，4.接口變換電路，5.GSM模塊，6.GPS接收機(jī)，7.省電控制開關(guān)。
具體實(shí)施方案在圖1所示實(shí)施例中，低功耗模塊(1)與航標(biāo)燈(2)、接口變換電路(4)、GSM模塊(5)、省電控制開關(guān)(7)相連，大功率控制器(3)與接口變換電路(4)相連，接口變換電路(4)與GSM模塊(5)、GPS接收機(jī)(6)、省電控制開關(guān)(7)連接。
在圖2所示實(shí)施例中，單片機(jī)(U1)的5個(gè)A/D輸入端(AN1-AN5)完成航標(biāo)運(yùn)行參數(shù)測(cè)量，中斷輸入端(GSM_TX)連接到接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)的RXA端，監(jiān)測(cè)GSM串口的電平變化，電源控制端(PowerCtrl)通過電阻R1連接到功率三極管開關(guān)Q1。
單片機(jī)(U2)和鎖存器(U3)、譯碼器(U4)、通用異步收發(fā)器(U5)等芯片及其它電路組成。鎖存器(U3)用于鎖存來(lái)自單片機(jī)(U2)的地址信號(hào)，譯碼器(U4)將來(lái)自單片機(jī)(U2)的地址信號(hào)進(jìn)行譯碼，決定某一時(shí)刻某一具體芯片的片選信號(hào)，接口轉(zhuǎn)換芯片(U4)將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行輸出，也可將串行輸入轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)輸入到單片機(jī)(U2)。單片機(jī)(U2)的8位數(shù)據(jù)總線(D0-D7)和鎖存器(U3)的8位輸入端(D0-D7)、接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)的8位數(shù)據(jù)端(D0-D7)相連；單片機(jī)(U2)的高8位地址線(A10-A17)中的6位(A12-A17)和譯碼器(U4)的地址線(A12-A17)相連；單片機(jī)(U2)的讀寫信號(hào)線(WR和RD)分別和接口轉(zhuǎn)換芯片(U4)信號(hào)讀寫相應(yīng)引腳(IOR，IOW)相連，完成的讀寫操作；單片機(jī)(U2)的地址鎖存信號(hào)端(ALE)連接到鎖存器(U3)的信號(hào)鎖存使能端(LE)；單片機(jī)(U2)的程序選擇端(EA/VPP)與電源端(VCC)連接；單片機(jī)(U2)的晶振輸入端(XTAL1、XTAL2)分別連接到晶振(2X1)的兩端，并分別通過瓷介電容(2C1、2C2)與接地腳(GND)連接一起后接地。鎖存器(U3)鎖存的8位地址信號(hào)(A0-A7)中的3位(A0-A2)和接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)的3位地址線(A0-A2)相連，控制通用異步收發(fā)器(U5)的當(dāng)前輸入輸出通道；鎖存器(U3)的片選信號(hào)端(CE)接地從而常選中。譯碼器(U4)的片選信號(hào)(IO0-IO2)輸出端分別和接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)的通道選擇信號(hào)端(CSA，CSB，CSC)相連。
接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)中的3個(gè)串口通道(TXA-RXA，TXB-RXB，TXC-RXC)分別和GSM調(diào)制解調(diào)器模塊(U7)的串口(TX-RX)、GPS接收板(U8)的串口(RX-TX)、單片機(jī)(U1)的串口(RX-TX))相連，完成對(duì)GSM模塊(U7)、GPS接收板(U8)和航標(biāo)燈控制器(U1)的讀寫操作；接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)三個(gè)中斷信號(hào)端(INTA，INTB，INTC)分別連接到3個(gè)二極管(D1-D3)，3個(gè)二極管(D1-D3)的另一端并聯(lián)連接到NPN三極管(Q2)的基極，三極管(Q2)的發(fā)射極接地，三極管(Q2)的集電極通過電阻(R1)連接到電源端+5V，同時(shí)，集電極連接到單片機(jī)(U2)的中斷信號(hào)(INT0)引腳；接口轉(zhuǎn)換芯片(U5)晶振輸入端(XTAL1、XTAL2)分別連接到晶振(Y3)的兩端，并分別通過瓷介電容(C7、C8)與接地腳(GND)連接一起后接地。
權(quán)利要求1.一種航標(biāo)遙測(cè)遙控的省電裝置，裝置中，低功耗模塊、大功耗控制器、接口變換電路、省電控制開關(guān)、GPS模塊、GSM模塊順序連接，其特征是低功耗模塊與監(jiān)控對(duì)象航標(biāo)燈、省電控制開關(guān)、GSM模塊連接；大功耗模塊與接口變換電路、GPS模塊、GSM模塊連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控的省電裝置，其特征是低功耗模塊省電控制開關(guān)受控于低功耗模塊，在省電模式時(shí)切斷大功耗模塊和GPS模塊的電源。
專利摘要航標(biāo)遙測(cè)遙控的省電裝置。該裝置為雙單片機(jī)結(jié)構(gòu)，一個(gè)單片機(jī)完成航標(biāo)運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量及電源管理，另一個(gè)單片機(jī)完成GPS數(shù)據(jù)和GSM數(shù)據(jù)處理。在航標(biāo)正常狀態(tài)時(shí)，一個(gè)單片機(jī)正常工作，另一個(gè)單片機(jī)處于斷電狀態(tài)；在航標(biāo)狀態(tài)異常時(shí)，兩個(gè)單片機(jī)同時(shí)工作，完成航標(biāo)數(shù)據(jù)采集、GPS定位和數(shù)據(jù)通訊任務(wù)。本裝置使航標(biāo)遙測(cè)終端靜態(tài)電流小于20mA/5V，整機(jī)功耗可小于3瓦/天。
文檔編號(hào)H04B17/00GK2761520SQ20042000734
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者吳允平, 劉華松, 蔡聲鎮(zhèn), 李汪彪 申請(qǐng)人:吳允平, 蔡聲鎮(zhèn), 劉華松