專利名稱：一種嵌入式個(gè)人定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種定位裝置，尤其涉及一種嵌入式個(gè)人定位裝置。
背景技術(shù)：
緊急響應(yīng)人員在危險(xiǎn)陌生的環(huán)境中展開行動(dòng)時(shí)，需要明確自己所處方位。而陌生 環(huán)境中各種危險(xiǎn)，干擾因素較高，需要可靠的便攜裝置確定自己所處位置，從而開展行動(dòng)。 在較大型的救援活動(dòng)中，指揮部也需要時(shí)刻明確當(dāng)前所屬人員的準(zhǔn)確位置，以便統(tǒng)一指揮 調(diào)度，提高協(xié)同效率。目前主要的個(gè)人定位方式按照原理分為如下幾種GPS定位；手機(jī)信號(hào)定位；監(jiān)控 相機(jī)定位；射頻識(shí)別(RFID)定位；航跡推算定位等。它們各有優(yōu)勢(shì)，又都存在著各自的缺 陷。GPS定位是目前使用最廣泛的定位方式。它的特點(diǎn)是定位精度較好，使用范圍廣，定位 可靠。但缺點(diǎn)是存在著遮擋問題，在高樓林立的城市內(nèi)，林蔭道以及室內(nèi)場(chǎng)合無法準(zhǔn)確定 位。手機(jī)信號(hào)定位可以在室內(nèi)情況下獲得定位，但精度較低，更無法獲得高度信息。監(jiān)控相 機(jī)定位是一種被動(dòng)式的定位，運(yùn)動(dòng)者本身無法直接獲知定位信息，而且要求環(huán)境中預(yù)先布 置好相機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)主要適合室內(nèi)環(huán)境，而且也需要預(yù)先布置好大量 的射頻定位設(shè)備才能工作，成本較高，尚處于實(shí)驗(yàn)階段。航跡推算定位是根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測(cè)量 數(shù)據(jù)，并采用一定的航跡推算方法來獲得運(yùn)動(dòng)者的軌跡，具有實(shí)施容易，成本較低的特點(diǎn)。 但缺點(diǎn)具有誤差累積效應(yīng)，長時(shí)間推算誤差較大，導(dǎo)致總體精度偏低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)精度不高、可靠性差、設(shè)施成本太高的技術(shù) 問題，提供了一種嵌入式個(gè)人定位裝置，該裝置靈巧輕便，精度較高，抗干擾性能好。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種嵌入式個(gè)人定位裝置，它 包括核心微處理器、外圍傳感電路、輸出電路和外圍配置電路；其中，所述外圍傳感電路、 輸出電路和外圍配置電路分別與核心微處理器相連，所述外圍傳感電路、輸出電路分別與 外圍配置電路相連。進(jìn)一步地，所述外圍配置電路主要由實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、FLASH器件、SDRAM器件和電 源管理電路組成，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、FLASH器件、SDRAM器件和電源管理電路均與核心微 處理器相連，電源管理電路還分別與外圍傳感電路和輸出電路相連。進(jìn)一步地，所述外圍傳感電路包括加速度傳感器、陀螺儀、高度氣壓計(jì)、數(shù)字羅盤 和GPS接受芯片；所述加速度傳感器、陀螺儀、高精度高度氣壓計(jì)、數(shù)字羅盤和高精度GPS接 受芯片均與核心微處理器相連。進(jìn)一步地，所述輸出電路包括RS232串行接口、IXD擴(kuò)展口和與無線發(fā)射芯片；所 述RS232串行接口、IXD擴(kuò)展口和無線發(fā)射芯片分別與核心微處理器相連。本新型實(shí)用的有益效果在于本實(shí)用新型通過探測(cè)行動(dòng)人員的運(yùn)動(dòng)速度與方向改 變，通過航跡推算算法計(jì)算出行進(jìn)的距離與目標(biāo)方向，并最終確定行動(dòng)人員的當(dāng)前位置。它將航跡推算和GPS結(jié)合起來，既克服了 GPS信號(hào)缺失時(shí)無法定位的缺點(diǎn)，又提高了航跡推算 的精度。該新型實(shí)用具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、精度高、輕巧簡便、易于隨身攜帶技術(shù)特 點(diǎn)ο

圖1是實(shí)用本新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的目的和效果將變得更加明顯。如圖1所示，本實(shí)用新型的嵌入式個(gè)人定位裝置包括核心微處理器、外圍傳感電 路、輸出電路和外圍配置電路。其中，外圍傳感電路、輸出電路和外圍配置電路分別與核心 微處理器相連，外圍傳感電路、輸出電路分別與外圍配置電路相連。具體如下1、采用ARM作為核心微處理器，其主要功能是負(fù)責(zé)接受外圍傳感電路所探測(cè)的 速度與方向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，將處理結(jié)果通過輸出端口輸出。ARM還與SDRAM， FLASH等存儲(chǔ)器件相連，將接受或者發(fā)送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于其中，并實(shí)時(shí)進(jìn)行更新。另外它還提供 多種接口如UART，SPI, IIC等，可以用于以后各種擴(kuò)展使用。2、外圍配置電路由實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、FLASH器件、SDRAM器件和電源管理電路組成。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、FLASH器件、SDRAM器件和電源管理電路均與ARM相連，電源管理電路還分 別與外圍傳感電路和輸出電路相連。其中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路負(fù)責(zé)給核心處理器提供時(shí)鐘信 號(hào)；FLASH器件由兩片組成一片為NAND FLASH，用于存儲(chǔ)嵌入式操作系統(tǒng)，另外一片為Nor FLASH，用于緩存外圍傳感器探測(cè)數(shù)據(jù)與暫存處理器處理后的結(jié)果；SDRAM為整個(gè)裝置的內(nèi) 存，提供程序運(yùn)行的空間；電源管理電路則為各器件所需不同電壓供電，保障裝置正常工 作。3、外圍傳感電路包括加速度傳感器、陀螺儀、高度氣壓計(jì)、數(shù)字羅盤和GPS接受 芯片。加速度傳感器、陀螺儀、高精度高度氣壓計(jì)、數(shù)字羅盤和高精度GPS接受芯片均與ARM 相連。加速度傳感器能探測(cè)出人在行走或者跑步過程中的加速度數(shù)據(jù)；陀螺儀可以實(shí)時(shí)輸 出人在行進(jìn)過程中方向的變化；高精度高度氣壓計(jì)則能夠輸出人在當(dāng)前所處位置的高度信 息；數(shù)字羅盤是用于人在開始行動(dòng)之前的初始方向定位與行動(dòng)一段距離之后的方向的校 正；高精度GPS接受芯片能夠在GPS信號(hào)未受遮擋的情況下提供準(zhǔn)確定位數(shù)據(jù)。整個(gè)傳感 電路模塊給核心處理器提供了所要的完整數(shù)據(jù)，從而可以獲得使用者的當(dāng)前位置，并且能 夠?qū)崟r(shí)更新。在能夠收到有效的GPS信號(hào)時(shí)，它可以為航跡推算的結(jié)果提供修正功能，降低 航跡推算的累積誤差。這樣就有效地保證了這個(gè)裝置能夠不間斷地可靠工作，同時(shí)具有較 高的系統(tǒng)精度與穩(wěn)定性。4、輸出電路提供了處理過后的個(gè)人定位數(shù)據(jù)輸出的功能，包括RS232串行接口、 IXD擴(kuò)展口和無線發(fā)射芯片，RS232串行接口、IXD擴(kuò)展口和與無線發(fā)射芯片分別與ARM相 連。其中，RS232串行接口為應(yīng)用比較廣泛的接口標(biāo)準(zhǔn)，因此可以通過它將個(gè)人的實(shí)時(shí)定位 信息輸出到相應(yīng)的設(shè)備；LCD擴(kuò)展口是用于接LCD屏幕，它可以將人行走的距離，方向，高 度，實(shí)時(shí)反映在屏幕上，讓操作人員十分清晰了解自己所處位置與環(huán)境，另外還可用于調(diào)試裝置的精度與準(zhǔn)確度；無線發(fā)射芯片則是提供將數(shù)據(jù)通過無線信號(hào)發(fā)射出去的功能，此功 能在周邊環(huán)境沒有強(qiáng)信號(hào)干擾的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。 使用時(shí)，整個(gè)嵌入式個(gè)人定位裝置可以固定在使用者腰間?？蛇x的顯示IXD部分 可以根據(jù)需要固定在身體其他部位或者手持均可。
權(quán)利要求一種嵌入式個(gè)人定位裝置，其特征在于，它包括核心微處理器、外圍傳感電路、輸出電路和外圍配置電路；其中，所述外圍傳感電路、輸出電路和外圍配置電路分別與核心微處理器相連，所述外圍傳感電路、輸出電路分別與外圍配置電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式個(gè)人定位裝置，其特征在于，所述外圍配置電路主要由 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、FLASH器件、SDRAM器件和電源管理電路組成，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、FLASH器 件、SDRAM器件和電源管理電路均與核心微處理器相連，電源管理電路還分別與外圍傳感電 路和輸出電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式個(gè)人定位裝置，其特征在于，所述外圍傳感電路包括加 速度傳感器、陀螺儀、高度氣壓計(jì)、數(shù)字羅盤和GPS接受芯片；所述加速度傳感器、陀螺儀、 高精度高度氣壓計(jì)、數(shù)字羅盤和高精度GPS接受芯片均與核心微處理器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式個(gè)人定位裝置，其特征在于，所述輸出電路包括RS232串 行接口、IXD擴(kuò)展口和與無線發(fā)射芯片；所述RS232串行接口、IXD擴(kuò)展口和無線發(fā)射芯片 分別與核心微處理器相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種嵌入式個(gè)人定位裝置，它包括核心微處理器、外圍傳感電路、輸出電路和外圍配置電路；其中，所述外圍傳感電路、輸出電路和外圍配置電路分別與核心微處理器相連，所述外圍傳感電路、輸出電路分別與外圍配置電路相連；該實(shí)用新型具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、精度高、輕巧簡便、易于隨身攜帶技術(shù)特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01C23/00GK201757651SQ20102028585
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者劉濟(jì)林, 王嘉鋒, 項(xiàng)志宇 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)