手持式epirb檢測儀的製作方法
2023-05-22 04:06:36
專利名稱：手持式epirb檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及了一種檢測儀，能夠檢測出航海所用的應急無線電示位標(EPIRB)工作狀態是否正常。
背景技術：
GMDSS 是全球海上遇險與安全系統(Global Maritime Distress and Safety System)。1999年2月1日，GMDSS系統在全世界各航運國家全面啟用。GMDSS是一個船岸間通信新系統。它由衛星通信系統和地面無線電通信系統兩大部分組成。衛星系統又包括國際海事衛星分系統和極低軌道搜救衛星分系統兩部分。GMDSS是建立在先進的衛星通信技術、數位技術和計算機技術的基礎上的先進系統，在船隻遇難時，不僅能向更大範圍、更迅速、更可靠地發出救難信息，還能以自動、半自動的方式取代以前的人工報警方式。在2000年的第25屆C0SPAS-SARSAT大會上做出決定C0SPAS_SARSAT系統將從 2009年1月1日起停止處理121. 5/243MHZ的衛星信號，所有頻率為121. 5/243MHz示位標的需要儘快用頻率為406MHz的示位標替代，所以研製檢測儀的時候，只需要考慮406MHz檢測儀。新增的SOLAS公約第IV/15. 9條規定了 406MHz衛星EPIRB的年度測試要求，並於 2002年7月1日生效。年度測試應使用適當的檢測設備，檢測設備能夠完成本導則要求的所有測試項目
(1)檢查安裝位置及安裝是否影響自浮操作；
(2)確認EPIRB的浮力短繩狀況良好，該短繩應收放妥當，不應與船體或機座相連；
(3)外觀檢查；
(4)進行常規的自檢測試；
(5)檢查EPIRB的識別碼(15個十六進位ID碼和其它要求的信息)是否清晰地標明在設備外部；
(6)從發射信號中解讀出EPIRB的15個十六進位ID碼和其它信息，檢查解讀出的信息 (15個十六進位ID碼或MMSI/呼號，按照主管機關的要求)是否與信標上標識的一致；
(7)通過有關文件或國家編碼登記機構核查設備的登記情況；
(8)檢查電池的有效期；
(9)如適用，檢查靜水壓力釋放裝置及其有效期；
(10)在自測模式下檢測在406MHz頻段的發射狀態，或為避免對衛星發出遇險呼叫，採用適當的檢測設備進行；
(11)如可能，在自測模式下檢測在121.5MHz頻段的發射狀態，或為避免啟動衛星系統，採用適當的檢測設備進行；
(12)檢查EPIRB是否按照主管機關規定的時間間隔由認可的岸基維修機構加以維護；
(13)在檢測完成後，重新安裝EPIRB，檢查EPIRB未被啟動；
(14)確認保存有EPIRB的操作手冊。其中(6)、(10)和(11)需要檢測儀才能完成。
目前常用的EPIRB產品都為國外生產，主要是英國IESM生產的ARG產品和挪威 JOTRON公司生產的衛星示位標檢測儀。IESM產品由兩部分組成信號接收處理單元和掌上 PC機。其中電源部分採用9V小電池，正常讀碼2 3次就需要更換，並且無列印輸出口，通常的測試記錄無法列印保存。而JOTRON公司的產品則僅僅是一個讀碼設備，不能顯示接收頻率等其他信息，不具有與PC機通信和列印等功能。另外，使用國外產品存在年度校準檢測問題，國內沒有相應的檢測機構，年檢和修理都需寄回原廠解決，增加了生產成本.影響了時效。目前，上述產品仍在國內外的船舶檢驗中佔據著主流地位，國內還未有廠家正式生產EPIRB檢測儀產品。
發明內容
檢測儀通過天線接收EPIRB調製信號，經過濾波和放大以後，與本地載波混頻，然後經過帶通濾波器，經過模數轉換器進行採樣，採樣後的信號，採用數位化中頻技術進行解調，經過BCH解碼以後，通過IXD進行圖形化顯示，也可以通過網絡傳輸，實現檢測結果的網
絡共享。本發明提供了以下技術方案EPIRB檢測儀以S3C6410為核心，系統由三大部分組成，電源管理部分、射頻部分和數字處理部分。電源管理部分包括電源模塊、時鐘模塊；射頻部分由低噪聲濾波器 ADL5523、集成鎖相環ADF4360、乘法器ADL5391組成，實現混頻功能；信號處理部分由基於 ARM晶片S3C6410的主板，解析度為320拉40的TFT液晶屏等組成。射頻前端處理部分是後端處理的基礎，是系統設計中的關鍵因素。零中頻方案中存在直流漂移和鏡頻抑制等問題。採用零中頻技術，需要接收機進行正交解調，輸出I、Q兩路，然後分別採樣解調。兩個因素需要考慮，一是中頻頻率的選擇；二是採樣速率的選擇。 中頻的選擇需要考慮信號的帶寬、處理器的速度、接收機混頻的鏡像抑制。接收到的信號帶寬約為800Hz。由於EPIRB檢測儀工作距離近，靈敏度要求不高，鏡頻抑制等問題，綜合考慮選用超外差接收機的結構。採樣速率分為過採樣和欠採樣。對一個帶通中頻信號的採樣可以是過採樣，也可以是欠採樣。中頻選擇為23kHz。ADC選擇的兩個重要指標是採樣率和解析度，採用過採樣能提高信噪比，同時還能降低抗混疊濾波器的要求。綜合考慮選擇採樣頻率為200kHz。S3C6410最高採樣速率可達1MSPS，能夠滿足過採樣的要求。對高頻信號進行頻率測量時，一般採用差頻法。差頻法是利用非線性器件和標準信號對被測信號進行差頻變換來實現頻率測量的。差頻法方案簡單、精度較高，測量上限優於10-13可以實現高精度測量。EPIRB在對基帶信號進行信源編碼時，採用雙相曼徹斯特碼，調製方式為相位調製，其中數據「1」和「0」控制相位1. 1 + 0. lrad。當接收到的信號受到嚴重衰落時，提取出來的載波一般達不到要求，都卜勒效應等引起的頻偏環境更嚴重。數字相干解調法，由於正交解調法在一定程度上克服了這些弱點，因此，解調採用數字正交解調法。
圖1本發明系統的電源設計框圖。圖2本發明系統的DDR SDRAM設計框圖。
圖3是本發明系統的NAND FLASH設計框圖。圖4是本發明系統的IXD設計框圖。圖5是本發明系統的LAN設計框圖。圖6是本發明系統的觸控螢幕設計框圖。圖7是本發明系統的RF部分結構圖。圖8是本發明系統結構框圖。
具體實施例方式電源部分設計電源對於整個系統的穩定運行，起著關鍵作用。整個系統按照 533MHz進行設計，因此內核電壓為1. 2V，存儲器埠 1為內存接口，採用1. 8V進行設計，可以大大降低整個系統的功耗，埠 0採用3. 3V進行設計。本設計採用TI公司的TPS650M3 電源管理晶片，TPS650243是高度集成電源管理晶片，提供3路高效率的降壓型轉換器，可以給內核、外設、I/O提供電壓。當MODE腳置高時，轉換器可以工作在固定頻率。還提供兩路200mA LD0，可以通過外部使能管腳控制。除此之外，有一個30mA的LDO可以長時間工作，可以給RTC供電。晶片採用5mmX 5mm的QFN封裝，連接圖如圖1所示。存儲系統設計S3C6410有7種存儲器控制器1個SROM控制器、2個OneNAND控制器、1個NAND控制器、1個CF控制器、2個DRAM控制器。靜態存儲控制器、OneNAND、NAND、 CF通過外部總線接口復用存儲埠 0。S3C6410 支持 SDR SDRAM、mobile SDR SDRAM,DDR SDRAM和 mobile DDR SDRAM，可以同時支持兩片晶片和64比特的AMBA AXI總線，地址空間可以達到256MB，不支持16比特的SDR SDRAM和mobile SDR SDRAM，工作電壓為1. 8V或者2. 5V。採用兩片Hynix公司的 H5MS5162DFR進行設計，位擴展至32比特。能提高數據處理過程的速度，連接圖如圖2所不。S3C6410具有NAND flash控制器，啟動代碼可以從NAND flash複製到SDRAM。數據經過硬體ECC，然後由CPU執行。當使用NAND FLASH的時候，XSELNAND腳應該置高。支持512B和2KB, 8比特接口，硬體ECC,同時支持SLC和MLC NAND flash 1比特ECC,4比特 ECC和8比特ECC,當使用SLC flash時，選用1比特ECC,使用MLC flash時，選用4比特或者8比特ECC。Hynix公司的HY27UF082G2A，容量為256MB，能夠存放整機系統的啟動代碼和相關的數據文件，連接圖如圖3所示。IXD設計顯示控制器包括傳輸圖像數據邏輯和視頻緩衝區。IXD驅動器有四種接口 RGB、I80、NTSC/PAL、IT-R BT601。支持各種格式RGB =IBPP 到 MBPP，YCbCr，可編程支持各種解析度的屏幕，需要考慮水平和垂直解析度，數據寬度，接口時序和刷新速度內容。 INN0LUX公司的PT035TN01屏，有HV和DE兩種模式，數據線寬度為M比特，同時上面自帶觸控螢幕，而S3C6410本身具有觸控螢幕控制器，從而簡化了設計，節省了 PCB空間，連接圖如圖 4所示。LAN設計網絡化是嵌入式的一個趨勢，通過網際網路能夠方便的共享信息和數據。SMSC公司的LAN9115晶片集成度高，這是一款專門針對16位嵌入式設計的IC。符合 IEEE802. 3/802. 標準，內部集成MAC和PHY，10BASE-T和100BASE-TX可以選擇，全雙工和半雙工均可，32位的CRC校驗。內部集成1.8V電壓調整器，連接圖如圖5所示。
輸入設備設計S3C6410含有鍵盤和觸控螢幕控制器，本設計採用觸控螢幕作為輸入設備，可以簡化人機界面。觸控螢幕控制器接口可以直接從外接觸控螢幕上得到X和Y坐標。有三個模塊組成，觸控螢幕控制器、ADC接口邏輯和中斷發生邏輯。最大的採樣率為1MSPS。由於PT035TN01已經集成觸控螢幕，只需要連接即可，連接如圖6所示。射頻設計射頻部分由低噪聲濾波器ADL5523、集成鎖相環ADF4360、乘法器 ADL5391組成，實現混頻功能。原理框圖如圖7所示。
權利要求
1.一種手持式EPIRB檢測儀，包含電源管理部分、射頻部分和數字處理部分，其特徵在於系統可以根據參數設定，檢測EPIRB發射機的信號頻率。
2.根據權利要求1所述的EPIRB檢測儀，其特徵在於系統電源管理部分包括電源模塊、時鐘模塊；射頻部分包括LNA、PLL和乘法器；數字處理部分包括S3C6410最小系統、存儲系統、顯示部分、輸入和輸出部分。
3.根據權利要求2所述的EPIRB檢測儀，其特徵在於採用數位化和軟體無線電思想進行解調，通過修改系統軟體，改進相應的算法就能夠實現系統升級。
4.根據權利要求3所述的EPIRB檢測儀，其特徵在於採用觸控螢幕設計。
5.根據權利要求4所述的EPIRB檢測儀，其特徵在於採用嵌入式Linux作業系統和QT 圖形用戶界面，具有良好的人機互動界面。
6.根據權利要求5所述的EPIRB檢測儀，其特徵在於本系統具有網絡傳輸、存儲、測試結果的圖形化顯示和檢測結果列印的功能。
全文摘要
本發明公開了一種手持式EPIRB檢測儀的原理及設計，包含電源管理部分、射頻部分和數字處理部分。電源管理部分包括電源模塊、時鐘模塊；射頻部分包括LNA、PLL和乘法器；數字處理部分包括S3C6410最小系統、存儲系統、顯示部分、輸入和輸出部分；本發明具有網絡傳輸、存儲、測試結果的圖形化顯示、檢測結果列印等功能，能夠滿足EPIRB檢測儀的功能需求克服了傳統EPIRB檢測儀體積大、功能單一、使用不方便等缺點。主要應用在航海領域對EPIRB發射機進行檢測。
文檔編號G01S1/68GK102279379SQ20111012222
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日
發明者吳玉榕, 張朝路, 張 傑 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司