專利名稱：衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)平臺(tái)，特別是一種衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
GPS是英文Global Positioning System (全球定位系統(tǒng))的簡(jiǎn)稱。Teach-Onsite是衛(wèi)星定位系統(tǒng)綜合教學(xué)平臺(tái)的簡(jiǎn)稱。GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實(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)。GPS是由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的。GPS測(cè)量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、民用交通(船舶、飛機(jī)、汽車等)導(dǎo)航、大地測(cè)量、攝影測(cè)量、野外考察探險(xiǎn)、土地利用調(diào)查、精確農(nóng)業(yè)以及日常生活(人員跟蹤、休閑娛樂(lè))等不同領(lǐng)域。GPS又稱為全球定位系統(tǒng)(GlcAal Positioning SystemGPS)是美國(guó)從上世紀(jì)70 年代開始研制歷時(shí)20年耗資200億美元于1994年3月完成其整體部署實(shí)現(xiàn)其全天候、高精度和全球的覆蓋能力現(xiàn)在GPS于現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合使得測(cè)定地球表面三維坐標(biāo)的方法叢靜態(tài)發(fā)展到動(dòng)態(tài)叢數(shù)據(jù)后處理發(fā)展到實(shí)時(shí)的定位與導(dǎo)航極大地?cái)U(kuò)展了它地應(yīng)用廣度和深度。載波相位差分法GPS技術(shù)可以極大提高相對(duì)定位精度。在小范圍內(nèi)可以達(dá)到厘米級(jí)精度。此外由于GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)測(cè)點(diǎn)間地通視和幾何圖形等方面地要求比常規(guī)測(cè)量方法靈活、方便已完全可以用來(lái)施測(cè)各種等級(jí)地控制網(wǎng)。GPS全站儀的反展在地形和土地測(cè)量以及各種工程、變形、；地表沉陷監(jiān)測(cè)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用在精度、效率、成本等方面顯示出巨大的優(yōu)越性。GPS車載終端依托衛(wèi)星定位、地理信息及無(wú)線通信等技術(shù)手段，實(shí)時(shí)掌握車輛位置和狀態(tài)數(shù)據(jù)，為物流運(yùn)輸企業(yè)提供調(diào)度管理信息的軟硬件綜合系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要有車載終端、GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器軟件和客戶端軟件組成。車載終端由主機(jī)模塊、天線和可選配件組成，其中主機(jī)模塊和天線構(gòu)成了車載終端的基礎(chǔ)部分，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位，探測(cè)經(jīng)緯度、時(shí)間、行進(jìn)方向和速度的基本功能，主機(jī)上留有數(shù)據(jù)接口，可根據(jù)需要外接設(shè)備和傳感器，以實(shí)現(xiàn)附件的功能要求。GPS/GPRS/CDMA車載終端產(chǎn)品是以internet為載體，實(shí)現(xiàn)終端與中心之間通訊連接。它與GPS/GSM車載終端相比，其卓越的數(shù)據(jù)傳輸能力及突出查詢監(jiān)控的時(shí)效性都得到充分體現(xiàn)，。監(jiān)控范圍廣，依托網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可實(shí)現(xiàn)全國(guó)漫游監(jiān)控。數(shù)據(jù)傳輸速率高、誤碼率低、 穩(wěn)定可靠。

實(shí)用新型內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法用于教學(xué)，很難讓學(xué)習(xí)直觀的了解GPS工作原理，沒(méi)有一套有系統(tǒng)有流程的實(shí)訓(xùn)環(huán)境。[0009]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種直觀、易學(xué)易用的衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，包括平臺(tái)鏈接板、GPS原理開發(fā)板和GPRS 原理開發(fā)板，所述GPS原理開發(fā)板的輸入端連接有GPS芯片、輸出端依次連接有第一 RS232 串口和第一電腦，所述GPS原理開發(fā)板的另一輸出端通過(guò)第一 RS485接口與平臺(tái)鏈接板的輸入端連接，所述GPRS原理開發(fā)板的輸出端連接有GPRS芯片、另一輸出端依次連接有第二 RS232串口和第二電腦，所述平臺(tái)鏈接板的輸出端通過(guò)第二 RS485接口與GPRS原理開發(fā)板的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括一防盜檢測(cè)開發(fā)板，所述防盜檢測(cè)開發(fā)板的輸入端分別連接有繼電器、射頻設(shè)備、防盜芯片、油量檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊，所述防盜檢測(cè)開發(fā)板的輸出端通過(guò)第三RS485接口與平臺(tái)鏈接板的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括一高低電平檢測(cè)模塊，所述高低電平檢測(cè)模塊的輸出端連接有信號(hào)模擬板，所述信號(hào)模擬板的輸出端通過(guò)第四RS485接口與平臺(tái)鏈接板的輸入端連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型是現(xiàn)有的GPS產(chǎn)品是綜合性的一體化產(chǎn)品，本發(fā)明這些GPS產(chǎn)品按技術(shù)和功能劃分成不同的模塊，GPS原理教學(xué)開發(fā)模組、GPRS原理教學(xué)開發(fā)模組。通過(guò)不同技術(shù)的劃分，可以讓學(xué)生更直觀的觀察和分析單個(gè)技術(shù)，掌握該技術(shù)的知識(shí)和應(yīng)用，再將這些技術(shù)模組綜合起來(lái)放入一個(gè)教學(xué)平臺(tái)中，教導(dǎo)學(xué)生GPS是如何綜合每個(gè)技術(shù)成為一個(gè)產(chǎn)品的，讓學(xué)生更透徹的分析出每種技術(shù)的特征和功用，更全面的了解GPS。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的硬件方框圖。
具體實(shí)施方式
參照
圖1，衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，包括平臺(tái)鏈接板1、GPS原理開發(fā)板2和GPRS原理開發(fā)板7，所述GPS原理開發(fā)板2的輸入端連接有GPS芯片3、輸出端依次連接有第一 RS232串口 5和第一電腦6，所述GPS原理開發(fā)板2的另一輸出端通過(guò)第一 RS485接口 4與平臺(tái)鏈接板1的輸入端連接，所述GPRS原理開發(fā)板7的輸出端連接有GPRS 芯片11、另一輸出端依次連接有第二RS232串口 9和第二電腦10，所述平臺(tái)鏈接板1的輸出端通過(guò)第二 RS485接口 8與GPRS原理開發(fā)板7的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括一防盜檢測(cè)開發(fā)板21，所述防盜檢測(cè)開發(fā)板 21的輸入端分別連接有繼電器22、射頻設(shè)備23、防盜芯片M、油量檢測(cè)模塊25、溫度檢測(cè)模塊26，所述防盜檢測(cè)開發(fā)板21的輸出端通過(guò)第三RS485接口 27與平臺(tái)鏈接板1的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括一高低電平檢測(cè)模塊31，所述高低電平檢測(cè)模塊31的輸出端連接有信號(hào)模擬板32，所述信號(hào)模擬板32的輸出端通過(guò)第四RS485接口
433與平臺(tái)鏈接板1的輸入端連接。GPS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要大量的專業(yè)技術(shù)人員，為了在盡量短的時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出 GPS專業(yè)人才，就需要一套完整的GPS教學(xué)方案，不但讓學(xué)生能夠?qū)W到專業(yè)知識(shí)，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。讓學(xué)生全面了解GPS系統(tǒng)構(gòu)成、GPS接收器的核心工作原理、GPS系統(tǒng)常用坐標(biāo)系、GPS時(shí)間系統(tǒng)、GPS定位精度分析、NMEAO183標(biāo)準(zhǔn)輸出協(xié)議、GPS/GPRS無(wú)線通信的聯(lián)合應(yīng)用、GPS防盜、GPS車輛檢測(cè)、GPS狀態(tài)模擬、GPS/GIS聯(lián)合應(yīng)用、GPS車載應(yīng)用、GPS綜合應(yīng)用、GPS與智能交通的聯(lián)合應(yīng)用，幫助學(xué)生盡快成為GPS行業(yè)的高級(jí)人才。Teach-Onsite的功能主要分為四個(gè)部分GPS、GPRS、防盜檢測(cè)和信號(hào)模擬。那么 Teach-Onsite是如何將這些功能實(shí)現(xiàn)并整合到一起的呢。從結(jié)構(gòu)圖中有個(gè)核心部分就是平臺(tái)鏈接板，平臺(tái)鏈接板在這里是作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠脚_(tái)，而數(shù)據(jù)的傳出控制則是來(lái)源于核心主板。下面我們分別來(lái)說(shuō)明平臺(tái)是如何來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，又是傳輸?shù)氖裁磾?shù)據(jù)。GPS芯片會(huì)主動(dòng)接收衛(wèi)星信號(hào)，GPS模塊定位之后會(huì)接收到GPS的定位數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)GPS原理開發(fā)板的MCU處理后，以兩種方式輸出RS232和RS485。RS232是以串口的方式輸出到計(jì)算機(jī)終端上，通過(guò)GPS接收機(jī)協(xié)議解析分析器來(lái)分析處理GPS定位協(xié)議數(shù)據(jù)包。RS485接口則是和平臺(tái)鏈接板上的插槽連接起來(lái)，把分析后的GPS數(shù)據(jù)傳傳送出去。GPRS原理開發(fā)板的GPRS模塊主要是負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，發(fā)送的數(shù)據(jù)則來(lái)源于核心模塊通過(guò)RS485接口發(fā)送的，例如GPS的定位數(shù)據(jù)就是由核心模塊控制GPS 板發(fā)送到GPRS板的。接收的數(shù)據(jù)也是通過(guò)RS485發(fā)送到核心模塊的，核心模塊接收到這些數(shù)據(jù)后可以通過(guò)顯示屏來(lái)顯示信息。防盜和檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，以及信號(hào)模擬的數(shù)據(jù)也是通過(guò)RS485接口輸出，核心模塊處理之后顯示到顯示屏上，再通過(guò)GPRS模塊發(fā)送的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，在監(jiān)控軟件上才能看到這些數(shù)據(jù)。GPS開發(fā)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)功能板主要由GPS模塊、MCU、電源、顯示屏和串口等部分組成。 電源接通后，GPS芯片會(huì)檢測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到了 3顆以上的衛(wèi)星信號(hào)后就會(huì)實(shí)時(shí)接收GPS定位數(shù)據(jù)。GPS定位數(shù)據(jù)通過(guò)MCU解析出GPS時(shí)間、經(jīng)度和緯度后轉(zhuǎn)發(fā)到IXD上進(jìn)行顯示；也可以直接通過(guò)串口將接收到的GPS定位數(shù)據(jù)完整輸出，并通過(guò)GPS接收機(jī)協(xié)議分析器查看GPS定位的原始數(shù)據(jù)。分析器可以分析出衛(wèi)星數(shù)據(jù)衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度和衛(wèi)星在地球上的仰角和旋角，分析出定位數(shù)據(jù)經(jīng)度、緯度、狀態(tài)、速度、海拔和方向等。GPS數(shù)據(jù)輸出主要有兩種方式，一種是通過(guò)RS—232接口將數(shù)據(jù)全部輸出，另一種是通過(guò)3485接口將數(shù)據(jù)傳輸給其他主板。RS-232是個(gè)人計(jì)算機(jī)上的通訊接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(Electronic Industries Association, EIA)所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。通常RS-232接口以9個(gè)引腳(DB-9)或是25個(gè)引腳(DB-25)的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會(huì)有兩組RS-232接口，分別稱為COMl和COM2。我們的GPS開發(fā)板用的是9個(gè)引腳的RS232接口。為了便于了解輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容，下面我們講一下GPS接收機(jī)協(xié)議分析器。GPRS開發(fā)板對(duì)于學(xué)習(xí)了解GPRS模塊有很大幫助，該開發(fā)板集成了國(guó)外知名品牌的GPRS芯片，完全支持國(guó)際通用的AT指令集。通電后，如上圖所示，右下方紅色的燈亮(電源燈)，上面的燈不停的閃爍(信號(hào)指示燈)，液晶屏顯示“中國(guó)移動(dòng)”四個(gè)字，并顯示“信號(hào)狀態(tài)指示圖標(biāo)”。將連接線插入上圖右側(cè)下方的串口中，通過(guò)GPRS協(xié)議分析器(或者其他串口
5調(diào)試工具)，用AT指令(或者GPRS協(xié)議分析器中的按鈕(其實(shí)也是AT指令，只不過(guò)把AT指令集成在了按鈕當(dāng)中))可以發(fā)短信、打電話、查看短信，就像兩人用手機(jī)在交流信息一樣，只不過(guò)手機(jī)是把底層的內(nèi)容都封裝在一個(gè)黑匣子當(dāng)中，而我們的GPRS模塊則是讓黑匣子中的內(nèi)容顯示出來(lái)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)研究，了解底層的通信原理；該開發(fā)板中有兩個(gè)復(fù)位按鈕， 上方的一個(gè)是控制顯示屏的，當(dāng)按下該復(fù)位按鈕之后，顯示屏上的內(nèi)容會(huì)重新顯示；下方的一個(gè)是控制M C U的，當(dāng)按下該按鈕之后，M C U重啟。當(dāng)GPRS板中有SIM卡并接通電源之后，顯示屏上顯示“中國(guó)移動(dòng)”和“信號(hào)圖標(biāo)”這些內(nèi)容。用這個(gè)板塊可以和手機(jī)互通信息。其實(shí)起主要作用的是GPRS通信模塊和MCU(程序控制芯片);我們用自己的手機(jī)可以通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)向GPRS板下發(fā)指令，板塊中的GPRS芯片負(fù)責(zé)接收指令(比如車輛被盜時(shí)，我們可以遠(yuǎn)程發(fā)送斷油、斷電等指令)，然后做出處理。 也可以通過(guò)串口線，接到板塊上串口中，通過(guò)串口向我們的手機(jī)發(fā)送信息。比如通過(guò)相應(yīng)的設(shè)置，可以在某種情況下(車輛劇烈的震動(dòng)，有人觸摸等)讓該板塊自動(dòng)的向我們的手機(jī)發(fā)送相關(guān)信息。以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征在于包括平臺(tái)鏈接板(1)、GPS原理開發(fā)板(2 )和GPRS原理開發(fā)板(7 )，所述GPS原理開發(fā)板(2 )的輸入端連接有GPS芯片(3 )、 輸出端依次連接有第一 RS232串口(5)和第一電腦(6)，所述GPS原理開發(fā)板(2)的另一輸出端通過(guò)第一 RS485接口(4)與平臺(tái)鏈接板(1)的輸入端連接，所述GPRS原理開發(fā)板(7) 的輸出端連接有GPRS芯片(11)、另一輸出端依次連接有第二 RS232串口(9)和第二電腦 (10)，所述平臺(tái)鏈接板(1)的輸出端通過(guò)第二 RS485接口(8)與GPRS原理開發(fā)板(7)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征在于還包括一防盜檢測(cè)開發(fā)板(21)，所述防盜檢測(cè)開發(fā)板(21)的輸入端分別連接有繼電器(22)、射頻設(shè)備(23)、防盜芯片(24)、油量檢測(cè)模塊(25)、溫度檢測(cè)模塊(26)，所述防盜檢測(cè)開發(fā)板 (21)的輸出端通過(guò)第三RS485接口(27)與平臺(tái)鏈接板(1)的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征在于還包括一高低電平檢測(cè)模塊(31)，所述高低電平檢測(cè)模塊(31)的輸出端連接有信號(hào)模擬板(32)， 所述信號(hào)模擬板(32 )的輸出端通過(guò)第四RS485接口( 33 )與平臺(tái)鏈接板(1)的輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，包括平臺(tái)鏈接板、GPS原理開發(fā)板和GPRS原理開發(fā)板，所述GPS原理開發(fā)板的輸入端連接有GPS芯片、輸出端依次連接有第一RS232串口和第一電腦，所述GPS原理開發(fā)板的另一輸出端通過(guò)第一RS485接口與平臺(tái)鏈接板的輸入端連接，所述GPRS原理開發(fā)板的輸出端連接有GPRS芯片、另一輸出端依次連接有第二RS232串口和第二電腦，所述平臺(tái)鏈接板的輸出端通過(guò)第二RS485接口與GPRS原理開發(fā)板的輸入端連接。本實(shí)用新型讓學(xué)生更透徹的分析出每種技術(shù)的特征和功用，更全面的了解GPS。本實(shí)用新型作為一種衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)廣泛應(yīng)用于教學(xué)中。
文檔編號(hào)G09B23/18GK201984697SQ20112003808
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
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