全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的製作方法
2023-07-11 08:32:06
專利名稱：全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及衛星定位(GPS)、航海和海洋漁業儀器，特別是一種將全球衛星定位儀(GPS)、海圖導航儀和聲納魚群探測儀組合為一體的儀器，適合於普通小型漁船使用。
背景技術：
現有技術已有單獨的GPS定位儀，單獨的GPS+海圖黑白顯示導航儀和單獨的測深儀，測深儀可以作為魚群探測應用。但這些儀器的技術水平已經落後，其性能已不能滿足用戶的要求。雖然可以將三種儀器擺放在一起使用，但使用操作仍然很不方便，普通漁民很難掌握使用這些設備。
發明內容
本實用新型的目的在於避免上述現有技術的不足之處而提出一種將全球衛星定位儀(GPS)、海圖導航儀和聲納魚群探測儀組合為一體的儀器，該儀器易於掌握，操作方便。
本實用新型的目的可以通過採用以下技術方案來實現設計，製造一種全球衛星定位的海圖和魚群探測儀，該儀器包括GPS技術中衛星信號接收、信號解碼轉換部分，顯示器和海圖數據存儲器，以及測深儀的聲納換能器和換能器驅動接收電路；尤其是還包括了一個綜合處理三種不同性質儀器信息內容的中央處理單元，內有一片MCU；還包括了一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板；還包括了一個綜合向各個工作單元提供各種不同工作電壓的電源單元；MCU控制的LCD顯示器，綜合顯示三種不同性質儀器的信息內容。
本實用新型不是簡單的將三種儀器拼裝在一起，而是設置一中央處理單元，其中有一MCU(微處理器)，在本實用新型中採用的是KPS38C01，當然也可以採用功能相當的其他型號微處理器，該微處理器負責對所有單元進行智能化處理和控制。因此，在本實用新型中僅採用了單獨GSP儀器中的衛星信號接收、信號解碼轉換部分，該部分負責接收1.5GHZ全球衛星定位信號，然後把1.5GHZ信號降低為35MHZ，解調解碼後，把定位數據轉換為國際標準NMEA數據，該數據中包含本船的位置、速度、方位、時間及可用的衛星號碼等信息，MCU一個串行通訊口的RXD端連接衛星信號接收、信號解碼轉換部分的信號輸出端，衛星信號數據由此輸入MCU；又在中央處理單元中設置了海圖數據存儲器，在其中固化了海圖儀的相關數據，這些數據由MCU根據需要調用；又僅採用了單獨測深儀的聲納換能器和換能器驅動電路，聲波的發射由中央處理單元的MCU控制，接收到的回波信號送回到MCU處理；本實用新型只設置一個顯示器，將現有技術的三種儀器的顯示信息全部在此顯示器上顯示，顯示也由MCU進行控制管理；同時，一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板上的按鍵，是由MCU的8根口線構成的鍵盤矩陣；本實用新型只設置一個電源單元，將漁船提供的DC 12V或24V電源轉換為穩定輸出的DC 5V，12V，30V電源，供不同的晶片、不同的零部件、不同的用途使用。本實用新型的MCU中固化的控制軟體考慮到使用者為普通漁民，因此在保證精確運算控制的同時，儘量簡化儀器的操作。
同現有技術相比較，本實用新型比現有技術三種單獨功能擺放在一起的儀器容易掌握的多，操作也方便的多，普通漁民便可以熟練使用。
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
具體實施方式
如
圖1所示一種全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，該儀器包括GPS技術中衛星信號接收、信號解碼轉換部分，顯示器和海圖數據存儲器，以及測深儀的聲納換能器和換能器驅動接收電路；尤其是還包括了一個綜合處理三種不同性質儀器信息內容的中央處理單元，內有一片MCU；還包括了一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板；還包括了一個綜合向各個工作單元提供各種不同工作電壓的電源單元；MCU控制的LCD顯示器，綜合顯示三種不同性質儀器的信息內容。
如圖2所示，本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的聲納驅動和接收部分中脈衝波的發射是由MCU控制，接收到的返回信號也要送到MCU進行運算處理。
如圖3所示，本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的海圖工作原理如下中央處理單元中設置海圖數據存儲器U47、U48、U55；中央處理單元的MCU一個串行通訊口的RXD端連接衛星信號接收、信號解碼轉換部分的信號輸出端，這個RXD端是KPS38C01的第38腳，由衛星信號接收、信號解碼轉換電路將接收到的信號解調解碼後，產生國際標準的NMEA0183數據，數據輸入到MCU，並將數據讀入內存，MCU根據這些數據計算出本船的東經北緯位置，計算出與目的地之間的距離，計算出當時的日期和時間，計算出本船的航速及移動方向並將本船的位置在海圖上標示出來。
MCU計算出相關位置海圖數據存放於存儲器U47、U48、U55內的地址之後，從該地址讀出這些數據，經由數據總線D0-D7傳輸並暫存在存儲晶片U51內，再由顯示驅動晶片U52驅動液晶顯示器顯示出來。
如圖4所示，本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的中央處理單元的操作面板上有若干指示燈，在此電原理圖上給出了3隻LP1-LP3，此用途的燈的數量可以增減，一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板上的按鍵，是由MCU的8根口線構成的鍵盤矩陣，這8根口線是KPS38C01的P0.0至P0.7，操作指令都由此鍵入；還有一個電源開關按鍵POWER，用來開啟和關閉儀器。
如圖5所示，本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的電源單元統一向所有的工作單元供電，由於使用漁船提供的DC 12V或24V電壓，需要將其轉換為穩定的DC 5V，12V和30V電壓輸出，因此，電源單元採用開關電源原理設計，船上電源+極直接接到變壓器T1的7腳和PKEY1，當按一下POWER鍵時，PKEY1和PKEY2導通，從而有一脈衝到Q2的B腳，這樣使Q1的B腳瞬間變成低電位，而Q1的C腳有電流輸出，在D1的作用下保持有9V電壓加給U6和U1，U1的C腳輸出脈衝推動Q3和Q6，在變壓器T1的初級產生電磁感應，在次級有交變電壓產生，經整流濾波，輸出DC 5V，12V，30V電壓供整臺儀器使用。為使輸出電壓穩定，用U2監控12V電壓來控制U1的9、10腳從而使輸出穩定。PKO和PKI接MCU的第56腳和第54腳，U6的3腳脈衝輸出經由U4、PKI送到MCU，MCU根據脈衝寬度計算出供電電壓值。關機時，長按POWER鍵，MCU在3秒內沒有檢測到PKI脈衝信號就會使PKO輸出高電平，使Q2的B腳變成低電平，使Q1的C腳無電流輸出，整機停止工作。
如圖6所示，本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的中央控制單元海圖部分的數據存儲於U47、U48和U55三片只讀存儲器中，本實用新型採用的是27C801，每片的容量為8M位，三片合在一起就是3M字節，存儲整個東南亞地區海圖數據已經足夠。當然也可以採用其他型號、不同容量的存儲器。圖中MCU訪問只讀存儲器U47、U48和U55的方式是常見的尋址訪問形式。
本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的顯示部分是現有成熟的技術，MCU將所要顯示的數據先暫存於隨機存儲器U51中，MCU再驅動集成電路U52就可以驅動LCD液晶顯示屏。
如圖7所示，本實用新型全球衛星定位的海圖及魚群探測儀的聲納驅動和接收電路，MCU的I/O口線TXP1、TXP2接聲納換能器和換能器驅動接收電路的發射受控端Q3、Q4的基極和Q5、Q6的基極；MCU的一個I/O口線SIG和S.GND接D12的負極和變壓器T5的另一端，接收返回信號。
本實用新型所使用的主要元、器件如下表。
實踐證明，按照本實用新型技術方案設計製造的三合一的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀將三種儀器的功能組合在一起，彩色顯示，性能穩定，易於掌握，易於操作，特別適合東南亞沿海普通漁民使用。
權利要求1.一種全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，該儀器包括GPS技術中衛星信號接收、信號解碼轉換部分，顯示器和海圖數據存儲器，以及測深儀的聲納換能器和換能器驅動接收電路；其特徵在於還包括了一個綜合處理三種不同性質儀器信息內容的中央處理單元，內有一片MCU；還包括了一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板；還包括了一個綜合向各個工作單元提供各種不同工作電壓的電源單元；MCU控制的LCD顯示器，綜合顯示三種不同性質儀器的信息內容。
2.根據權利要求1所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於所述的MCU的I/O口線TXP1、TXP2接聲納換能器和換能器驅動接收電路的發射受控端Q3、Q4的基極和Q5、Q6的基極；MCU的一個I/O口線SIG和S.GND接D12的負極和變壓器T5的另一端，接收返回信號。
3.根據權利要求1所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於在所述的中央處理單元中設置海圖數據存儲器。
4.根據權利要求1所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於所述的一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板上的按鍵，是由MCU的8根口線構成的鍵盤矩陣。
5.根據權利要求1所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於所述的中央處理單元的MCU的一個串行通訊口的RXD端連接衛星信號接收、信號解碼轉換部分的信號輸出端。
6.根據權利要求1所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於所述的電源單元將船上電源+極直接接到變壓器T1的7腳和PKEY1，PKEY1和PKEY2接POWER按鍵，PKO和PKI接MCU的第56腳和第54腳。
7.根據權利要求4所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於所述的MCU的8根口線構成的鍵盤矩陣，這8根口線是KPS38C01的P0.0至P0.7。
8.根據權利要求5所述的全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，其特徵在於所述的MCU的一個串行通訊口的RXD端是KPS38C01的第38腳。
專利摘要一種全球衛星定位的海圖及魚群探測儀，該儀器包括GPS技術中衛星信號接收、信號解碼轉換部分，顯示器和海圖數據存儲器，以及測深儀的聲納換能器和換能器驅動接收電路；其特徵在於還包括了一個綜合處理三種不同性質儀器信息內容的中央處理單元，內有一片MCU；還包括了一個可以鍵入三種不同性質儀器的操作命令的操作面板；還包括了一個綜合向各個工作單元提供各種不同工作電壓的電源單元；MCU控制的LCD顯示器，綜合顯示三種不同性質儀器的信息內容。本實用新型將三種儀器的功能組合在一起，彩色顯示，性能穩定，功能齊全，易於掌握，易於操作，特別適合東南亞地區沿海普通漁民使用。
文檔編號G01S15/96GK2575686SQ0224913
公開日2003年9月24日 申請日期2002年11月1日 優先權日2002年11月1日
發明者黃冠南, 陳啟明, 許振輝, 蘇瑞威 申請人:陳華平