專利名稱：航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遙測(cè)遙控裝置，特別是涉及一種航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置。
背景技術(shù)：
航標(biāo)遙測(cè)遙控終端是航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。目前的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端主 要都是采用單片機(jī)為處理器，程序設(shè)計(jì)基本上采用大循環(huán)程序架構(gòu)。這不僅大大地影響終 端工作的穩(wěn)定性和可靠性，而且由于資源的限制，使終端僅能實(shí)現(xiàn)航標(biāo)工作狀態(tài)、能源、位 置等基本信息的采集和報(bào)警功能，不能滿足現(xiàn)代化航標(biāo)對(duì)航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的要求。航標(biāo) 遙測(cè)遙控終端是一個(gè)既要與多種航標(biāo)設(shè)備、GPS、采集電路相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集又要與GSM模 塊相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)又要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、分析、判斷、響應(yīng)等任務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)。因此， 如何提高終端的性能，確保終端工作的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定可靠，以及在大數(shù)據(jù)量 采集時(shí)終端可以適用，是當(dāng)前航標(biāo)遙測(cè)遙控終端實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種通信穩(wěn)定可靠、能滿足大數(shù)據(jù)量傳輸需求的航標(biāo) 遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是本實(shí)用新型是一種航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，它包括嵌入式處理器模塊 1、雙模通信模塊2、定位與濾波處理模塊3、助航信息采集與控制模塊4、能源傳感器信息采 集模塊5 ；所述的雙模通信模塊2、定位與濾波處理模塊3、助航信息采集與控制模塊4、能源 傳感器信息采集模塊5分別通過(guò)內(nèi)部通信總線與嵌入式處理器模塊1連接。所述的雙模通信模塊2主要由GSM/GPRS通信模塊21、CDMA通信模塊22、智能切 換電路23組成；所述的GSM/GPRS通信模塊21、CDMA通信模塊22與智能切換電路23相連， 智能切換電路23和嵌入式處理器模塊1相連。它們的內(nèi)部通信接口為異步通信接口，嵌入 式處理器模塊1使用串口 0。所述的定位與濾波處理模塊3主要由GPS-OEM模塊31與通信接口模塊32組成； 所述的GPS-OEM模塊31與通信接口模塊32相連，通信接口模塊32與嵌入式處理器模塊 1相連。所述的GPS-OEM模塊31通過(guò)RS-232接口輸出定位數(shù)據(jù)；所述的通信接口模塊32 的TXD1、RXDl與嵌入式處理器模塊1的串口 1相連。所述的助航信息采集與控制模塊4包括助航設(shè)備通信接口 41，該助航設(shè)備通信接 口 41與嵌入式處理器模塊1相連；助航設(shè)備通信接口 41通過(guò)P6直接與具有通信接口的助 航設(shè)備直接連接。所述的助航設(shè)備通信接口 41連接到嵌入式處理器模塊1的串行通信接口 2。 所述的能源傳感器信息采集模塊5包括可以采集工作電流、電壓的電源電路；電壓采集電路采用嵌入式處理器模塊1中自帶的AD/C電路由AINO接入，AINO接到Pl的2 端；嵌入式處理器模塊1中AN2、AIN3接到5毫歐電阻的兩端，利用嵌入式處理器模塊1中 自帶的AD/C電路采集電壓，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件轉(zhuǎn)換為電流。采用上述方案后，本實(shí)用新型的終端具有GPRS/SMS、CDMA多種通信方式，可自動(dòng) 切換，使數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定、可靠；并可以支持大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)男枨?，采用操作系統(tǒng)管理終 端的工作大大提高了系統(tǒng)的總體性能，使系統(tǒng)不僅可以根據(jù)需要進(jìn)行功能配置，而且能夠 實(shí)現(xiàn)終端的數(shù)據(jù)處理，可以滿足各種航標(biāo)監(jiān)控的需求。此外，本實(shí)用新型采用嵌入式系統(tǒng)技 術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)大大提高終端的性能和穩(wěn)定性，支持GPRS、CDMA雙模通信，保證了系統(tǒng)通 信的穩(wěn)定可靠，能夠滿足大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)男枨蟆?br> 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型雙模通信模塊的一個(gè)結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本實(shí)用新型定位與濾波處理模塊的一個(gè)結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本實(shí)用新型能源傳感器信息采集模塊的一個(gè)結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本實(shí)用新型GSM通信模塊的電路圖。圖6是本實(shí)用新型CDMA通信模塊的電路圖。圖7是本實(shí)用新型的智能切換電路圖。圖8是本實(shí)用新型的通信接口模塊電路圖。圖9是本實(shí)用新型助航設(shè)備通信接口的電路圖。圖10是本實(shí)用新型的電源傳感器信息采集模塊電路圖。圖11是本實(shí)用新型的系統(tǒng)模塊電路連接圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖11所示，本實(shí)用新型是一種航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，由5個(gè) 獨(dú)立的功能單元相互連接組成，它包括嵌入式處理器模塊1、雙模通信模塊2、定位與濾波 處理模塊3、助航信息采集與控制模塊4、能源傳感器信息采集模塊5。所述的雙模通信模塊 2、定位與濾波處理模塊3、助航信息采集與控制模塊4、能源傳感器信息采集模塊5分別通 過(guò)內(nèi)部通信總線與嵌入式處理器模塊1連接。圖2中，所述的雙模通信模塊2主要由GSM/GPRS通信模塊21、CDMA通信模塊22、 智能切換電路23組成。所述的GSM/GPRS通信模塊21、CDMA通信模塊22與智能切換電路 23相連，智能切換電路23和嵌入式處理器模塊1相連。內(nèi)部通信接口為異步通信接口，嵌 入式處理器模塊1使用串口 0，詳細(xì)的信號(hào)連接如圖11所示。嵌入式處理器模塊1與GSM/ GPRS通信模塊21、CDMA通信模塊22之間傳輸?shù)男盘?hào)為標(biāo)準(zhǔn)AT命令集數(shù)字信號(hào)。GSM/GPRS 通信模塊21的電路如圖5所示、CDMA通信模塊22的電路如圖6所示。智能切換電路23的 電路如圖7所示。圖3中，所述的定位與濾波處理模塊3主要由GPS-OEM模塊31與通信接口模塊32 組成。所述的GPS-OEM模塊31與通信接口模塊32相連，通信接口模塊32與嵌入式處理器模塊1相連。定位數(shù)據(jù)在嵌入式處理器模塊1中實(shí)現(xiàn)卡爾曼濾波處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。GPS-OEM 模塊31通過(guò)RS-232接口輸出定位數(shù)據(jù)，其信號(hào)連接接口如圖8所示的P5，通信接口模塊 32的TXD1、RXDl與嵌入式處理器模塊1的串口 1相連。圖4中，所述的助航信息采集與控制模塊4包括助航設(shè)備通信接口 41。該助航設(shè) 備通信接口 41與嵌入式處理器模塊1相連。助航設(shè)備通信接口 41的電路如圖9所示，通 過(guò)P6直接與具有通信接口的航標(biāo)設(shè)備直接連接。助航設(shè)備通信接口 41連接到嵌入式處理 器模塊1的串行口 2。如圖1所示，所述的能源傳感器信息采集模塊5，包括的電源電路(如圖10所示)， 可以采集工作電流、電壓，電源電路主要由LM2576集成電路和濾波電路構(gòu)成。電壓采集電 路采用嵌入式處理器模塊1中自帶的AD/C電路由AINO接入，AINO接到Pl的2端。電流 采集電路先利用一個(gè)5毫歐電阻，將電流轉(zhuǎn)換為電壓再采用嵌入式處理器模塊1中自帶的 AD/C電路實(shí)現(xiàn)，由AIN2、AIN3接入；AIN2、AIN3接到5毫歐電阻的兩端。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) 數(shù)據(jù)處理軟件轉(zhuǎn)換為電流。嵌入式處理器模塊1的AIN0、AIN1、AIN2、AIN3引腳如圖12所
7J\ ο終端還能夠進(jìn)行日光值、燈質(zhì)、工作狀態(tài)的采集。日光值采集電路采用嵌入式處 理器模塊1中自帶的AD/C電路由AIN4接入，AIN4和地線接到航標(biāo)燈光敏電阻的兩端。燈 質(zhì)采集的實(shí)現(xiàn)采用嵌入式處理器模塊1中自帶的定時(shí)器和中斷系統(tǒng)電路通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，中 斷信號(hào)引腳為GPG15信號(hào)。航標(biāo)燈工作狀態(tài)信息采集根據(jù)采集的工作電流通過(guò)軟件進(jìn)行判 斷。 圖11為本實(shí)用新型的系統(tǒng)模塊電路連接圖，圖中有一個(gè)IXD顯示模塊6可以直接 與標(biāo)準(zhǔn)LCD模塊連接，為一個(gè)用于調(diào)試的預(yù)留接口。本實(shí)用新型的工作原理(如圖1、圖11所示)本實(shí)用新型的裝置采用的技術(shù)方案是由5個(gè)功能模塊嵌入式處理器模塊1，雙模 通信模塊2，定位與濾波處理模塊3，能源傳感器信息采集模塊4，助航設(shè)備信息采集與控制 模塊5構(gòu)成的ARM9+LINUX嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端。嵌入式處理器模塊1是整個(gè)終端的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的管理、控制、數(shù)據(jù)處理以 及通信協(xié)議的解析和數(shù)據(jù)的處理。處理器硬件采用華恒公司生產(chǎn)的HHARM2410-K1嵌入式 核心板，處理軟件是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。雙模通信模塊2主要由一個(gè)封裝了 E-GSM/GPRS 900/1800雙頻GSM通信模塊 BenQM22，它內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議可以很方便地實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)通信；以及一個(gè)CDMA通信模塊華 為CM320組成。終端通過(guò)它實(shí)現(xiàn)與服務(wù)(控制)中心的遠(yuǎn)程無(wú)線通信，通信方式可以采用 短消息和網(wǎng)絡(luò)通信，優(yōu)先使用網(wǎng)絡(luò)通信，可根據(jù)需要設(shè)定單獨(dú)使用GPRS或者使用CDMA，在 需要大數(shù)據(jù)量傳輸時(shí)，也可以兩種同時(shí)使用。在網(wǎng)絡(luò)存在問(wèn)題，不能正常通信時(shí)，可使用短 消息方式傳輸信息。定位與濾波處理模塊3采用Garminl5L GPS OEM接收機(jī)，結(jié)合簡(jiǎn)化卡爾曼濾波精 度提高算法進(jìn)行濾波處理使定位精度有較大的提高，并消除了偶然定位誤差。能源傳感器信息采集模塊4能夠采集能源系統(tǒng)的信息、助航設(shè)備的工作狀態(tài)信息 并能夠?qū)δ茉聪到y(tǒng)進(jìn)行智能管理。助航信息采集與控制模塊5主要通過(guò)助航設(shè)備的通信接口或者自采集電路進(jìn)行
5運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)的遙測(cè)以及工作狀態(tài)的遙控設(shè)置。助航設(shè)備的通信接口采用RS-485通 信接口標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的連接，即可以一個(gè)終端連接多達(dá)255個(gè)的航標(biāo)設(shè)備。
權(quán)利要求一種航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于它包括嵌入式處理器模塊(1)、雙模通信模塊(2)、定位與濾波處理模塊(3)、助航信息采集與控制模塊(4)、能源傳感器信息采集模塊(5)；所述的雙模通信模塊(2)、定位與濾波處理模塊(3)、助航信息采集與控制模塊(4)、能源傳感器信息采集模塊(5)分別通過(guò)內(nèi)部通信總線與嵌入式處理器模塊(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的雙 模通信模塊(2)主要由GSM/GPRS通信模塊(21)、CDMA通信模塊(22)、智能切換電路(23)、 內(nèi)部通信接口組成；所述的GSM/GPRS通信模塊(21)、CDMA通信模塊(22)與智能切換電路 (23)相連，智能切換電路(23)和內(nèi)部通信接口相連，內(nèi)部通信接口和嵌入式處理器模塊 ⑴相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的內(nèi) 部通信接口為異步通信接口，使用嵌入式處理器模塊(1)的串口 0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的 定位與濾波處理模塊(3)主要由GPS-OEM模塊(31)與通信接口模塊(32)組成；所述的 GPS-OEM模塊(31)與通信接口模塊(32)相連，通信接口模塊(32)與嵌入式處理器模塊(1) 相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的 GPS-OEM模塊(31)通過(guò)RS-232接口輸出定位數(shù)據(jù)；所述的通信接口模塊(32)的TXD1、RXD1 與嵌入式處理器模塊(1)的串口 1相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的助 航信息采集與控制模塊(4)包括助航設(shè)備通信接口(41)，該助航設(shè)備通信接口(41)與嵌入 式處理器模塊(1)相連；助航設(shè)備通信接口(41)通過(guò)P6直接與具有通信接口的助航設(shè)備 直接連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的助 航設(shè)備通信接口(41)連接到嵌入式處理器模塊(1)的串行通信接口(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，其特征在于所述的能 源傳感器信息采集模塊(5)包括采集工作電流、電壓的電源電路；電源電路主要由LM2576 集成電路和濾波電路構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的多模通信裝置，它主要由雙模通信模塊、定位與濾波處理模塊、能源傳感器信息采集模塊、助航信息采集與控制模塊組成；所述的雙模通信模塊、定位與濾波處理模塊、能源、傳感器信息采集模塊、助航信息采集與控制模塊分別通過(guò)內(nèi)部通信接口與嵌入式處理器模塊連接。由于本實(shí)用新型的終端具有GPRS/SMS、CDMA多種通信方式，可自動(dòng)切換，使數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定、可靠；并可以支持大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)男枨?，采用操作系統(tǒng)管理終端的工作大大提高了系統(tǒng)的總體性能，使系統(tǒng)不僅可以根據(jù)需要進(jìn)行功能配置，而且能夠?qū)崿F(xiàn)終端的數(shù)據(jù)處理，可以滿足各種航標(biāo)監(jiān)控的需求。
文檔編號(hào)H04W88/06GK201749185SQ20092013803
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者張?zhí)觳? 張杏谷, 李濤, 謝家隆, 鄭佳春, 陳天益 申請(qǐng)人:集美大學(xué)