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一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5972220閱讀:801來源:國知局
專利名稱:一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)
隨著嵌入式技術(shù)和NRF無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和日益普及,基于ARM內(nèi)核微處理器的產(chǎn)品開發(fā)已成為業(yè)界的首選,其高效的處理能力、極低的功耗使得電子產(chǎn)品的功能不斷增多、待機時間不斷延長。由于ARM內(nèi)核穩(wěn)定性較高,因此越來越多的智能電子產(chǎn)品不同程度地應(yīng)用到了環(huán)境苛刻、對實時性要求高場合之中。國內(nèi)單兵導(dǎo)航定位技術(shù)起步和發(fā)展較晚,存在著系統(tǒng)體積過大、集成度不高、電路 復(fù)雜、機械部分較多、成本較高和運行維護不便的缺點,采用單片機和微機械傳感器技術(shù)的導(dǎo)航設(shè)備有體積小、模塊化程度高、待機時間長、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。因此,本文以ARM-MCU、傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸和實時操作系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ),應(yīng)用S3C2410-ARM開發(fā)平臺,設(shè)計并實現(xiàn)了基于WinCE S3C2410的單兵聯(lián)合導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))。該系統(tǒng)是將高可靠ARM處理器、無線收發(fā)芯片、圖像采集及存儲、圖像識別、運動傳感器系統(tǒng)(包括KMZ51電子羅盤、ADXL202雙軸加速度傳感器、N1000060傾角傳感器以及0V7660圖像傳感器)、GPS定位儀(應(yīng)用ProGin的SR-87V SiRFIII傳感器)以及實時嵌入式操作系統(tǒng)RTOS(RT-Thread)等模塊高效組合的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng)。一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng),包括若干手持無線終端、S3C2410_WinCE平臺和上位機,手持無線終端、S3C2410-ffinCE平臺通過無線傳輸連接;S3C2410_WinCE平臺通過串口與上位機相連;所述手持無線終端還包括調(diào)頻模塊,手持無線終端之間可以利用無線調(diào)頻進行無線通信;手持無線終端包括顯示模塊,用于顯示GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息;所述手持無線終端采用STM32F103ZET6核心板;所述的單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng),所述手持無線終端包括GPS定位模塊、KMZ51雙軸電子羅盤、傾角傳感器、視頻采集模塊、溫度傳感器、數(shù)字高度計,分別獲得GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息。本系統(tǒng)應(yīng)用于手持無線多點定位、運動姿態(tài)控制、位置計算以及地圖生成等民用及軍用場合,具有可靠性、實時性、成本可控、遠程無線控制等優(yōu)點。由于本系統(tǒng)在開發(fā)時使用了可靠的實時操作系統(tǒng)(RT-Thread),因此能夠應(yīng)用于對實時性有較高要求的工業(yè)及軍用環(huán)境之中。

圖I為本實用新型原理框圖;[0009]圖2為手持無線終端原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例,對本實用新型進行詳細說明。參考圖I和圖2,單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括若干手持無線終端,每個手持無線終端包括GPS定位模塊、KMZ51雙軸電子羅盤、傾角傳感器、視頻采集模塊、溫度傳感器、數(shù)字高度計,分別獲得GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息,手持終端通過模擬通道選擇芯片,將各個傳感器的模擬量送入高速STM32 MCU內(nèi)部的12位ADC中。系統(tǒng)先由單兵定位終端采集地理與圖像視頻信息,再由無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)傳入S3C2410-ffinCE平臺中,S3C2410_WinCE平臺上編制有特定基于Wi-Fi獲得的Google地圖WinCE應(yīng)用程序,使用戶接口圖形化。 S3C2410-ffinCE平臺通過串口與上位機相連,將數(shù)據(jù)傳送到上位機的幀處理程序中,經(jīng)解析后送入顯示單元,利用圖像化的界面顯示采集到的GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息。上位機應(yīng)用程序的開發(fā)使用Borland C++Builder編譯器,其獨有的消息封裝機制使得用戶界面的開發(fā)周期變得很短,尤其是已經(jīng)完全封裝的COM端口收發(fā)控件,使得串口操作變得極為容易。各個手持無線終端還包括調(diào)頻模塊,手持無線終端之間可以利用無線調(diào)頻進行無線通信,各單兵采集終端之間能夠互聯(lián)成為小型互聯(lián)型網(wǎng)絡(luò),可以獲得最近的友軍陣地、敵方信息、陣地地圖,并能通過高精度氣壓傳感器獲得準確的海拔高度,從而實現(xiàn)三維定位與地圖繪制功能。手持無線終端包括顯示模塊,可以顯示GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息。參考圖2,手持無線終端采用基于最新ARM內(nèi)核Cortex_M3之STM32系列32位閃存微控制器,這是一款專為嵌入式應(yīng)用而開發(fā)的內(nèi)核。Cortex-M3內(nèi)核使用THUMB-2指令集,32位性能,16位密度,與ARM7TDMI相比,Cortex_M3內(nèi)核性能上要快35%,代碼減少45%。STM32系列產(chǎn)品得益于Cortex-M3在架構(gòu)上進行的多項改進,包括提升性能的同時又提高了代碼密度的Thumb-2指令集,大幅度提高的中斷響應(yīng),而且所有新功能都同時具有業(yè)界最優(yōu)的功耗水平。手持無線終端ARM核心板采用STM32F103ZET6核心板,其配置為I、CPU STM32F103ZET6 (LQFP144 腳,最大工作頻率 72MHZ,片上集成 512Kflash、64KRAM ; 12BitA/D、D/A :PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC 等資源)2、USB2. 0全速SlaveB型接口,支持由芯片控制CONNECT (使能控制)功能(跳線J.USB配置)3、RS232(可ISP下載代碼)包括串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232,可做RS232通信實驗(為直通母頭,可用USB轉(zhuǎn)RS232電纜連接)4、標準 ARMJTAG20 座5、所有IO 口均引出,PIN間距2. 54MM(2. 54mm間距排針未焊接,用戶可根據(jù)實際需要焊接在頂層或底層,方便做2次開發(fā)應(yīng)用6、一個電源指示燈、一個IO 口控制LED指示燈7、啟動模式選擇(B00T0/B00T1)8、板載 3. 3VLD01117-3. 3,最大提供 800mA 電流。9、USB 供電或 jLinkCommand 輸入 poweron 命令供電10、板載 8MHz 晶振,原裝 6PF4 腳 SMD32. 768kHz 晶振11、板載 IMB 外部 SRAM (61MV51216-55)12、板載 128MBNANDFLASH(K9F1G08) 手持無線終端采用器件分層布局設(shè)計方法,最上層頂部為用戶交互的觸摸屏,第二層為硬件連線層,第三層為ARM核心板、攝像頭、NRF數(shù)傳模塊層,最底下為GPS、傳感器模塊層。四層電路板逐層通過過板插針簡介,為了保證其運行的穩(wěn)定,特意用六角螺絲及銅柱固定??紤]到系統(tǒng)聚焦的穩(wěn)定性,手持無線終端安裝了工業(yè)用激光二極管,用于產(chǎn)生可識別的紅點。圖像經(jīng)過視頻采集模塊的采集和程序處理后會在屏幕上顯示激光紅點在屏幕上的坐標和相應(yīng)的準星。為了提高系統(tǒng)的安全性,在手持無線終端設(shè)置了鍵盤鎖模塊,可以通過輸入密碼將整個系統(tǒng)鎖定,除非用戶輸入正確的密碼后,才能登入系統(tǒng)。應(yīng)當理解的是,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進或變換,而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng),其特征在于,包括若干手持無線終端、上位機,所述手持無線終端包括無線調(diào)頻模塊,手持無線終端之間利用無線調(diào)頻模塊進行無線通信;手持無線終端包括顯示模塊,用于顯示GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息;所述手持無線終端采用STM32F103ZET6核心板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng),其特征在于,所述手持無線終端包括GPS定位模塊、KMZ51雙軸電子羅盤、傾角傳感器、視頻采集模塊、溫度傳感器、數(shù)字高度計,分別獲得GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息。
專利摘要本實用新型公開了一種單兵聯(lián)合導(dǎo)航定位系統(tǒng),包括若干手持無線終端、S3C2410-WinCE平臺和上位機,手持無線終端、S3C2410-WinCE平臺通過無線傳輸連接;S3C2410-WinCE平臺通過串口與上位機相連;所述手持無線終端還包括調(diào)頻模塊,手持無線終端之間可以利用無線調(diào)頻進行無線通信;手持無線終端包括顯示模塊,用于顯示GPS定位信息、方位信息、傾角信息、視頻信息、溫度信息、高度信息;所述手持無線終端采用STM32F103ZET6核心板;本系統(tǒng)應(yīng)用于手持無線多點定位、運動姿態(tài)控制、位置計算以及地圖生成等民用及軍用場合,具有可靠性、實時性、成本可控、遠程無線控制等優(yōu)點。由于本系統(tǒng)在開發(fā)時使用了可靠的實時操作系統(tǒng)(RT-Thread),因此能夠應(yīng)用于對實時性有較高要求的工業(yè)及軍用環(huán)境之中。
文檔編號G01S19/48GK202661629SQ20122007739
公開日2013年1月9日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者李晶, 趙小強, 王江舟, 王娜, 申飛 申請人:西安郵電學(xué)院
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