一種可攜式gps個人定位儀的製作方法

2023-05-20 01:26:21

專利名稱：一種可攜式gps個人定位儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可攜式GPS個人定位儀，為一種在線警員實時定位系 統，即集定位、監控、通訊、語音於一體的終端設備，連接於警員使用的800M 手持通訊臺，主要用於公安系統的警員800M無線個人定位，屬於GPS個人定位 設備技術領域。
背景技術：
目前市場上的GPS終端，主要用於個人的定位導航，使用者可以査看自身的 當前位置。但是這類定位設備不能將地理位置信息傳輸到控制中心，在控制中心 的地圖上實時顯示被控者的當前位置，顯然不滿足公安系統管理、監控等使用需 求。
雖然目前國內公安局也有定位系統，集定位、通信和報警於一體的車載GPS 設備，主要用於警車定位。它和單純的個人定位設備相比，雖然具備了通訊和報 警功能，但是由於設備在汽車中使用， 一般體積比較大，功耗比較高，不適合移 動中巡警單兵定位。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種基於800M手持通訊臺的小體積、超低功耗、 防水且抗幹擾的具有實時地理位置上報功能，並且能基於手持通信臺進行語音通 信的可攜式GPS個人定位儀，
為實現以上目的，本實用新型的技術方案是提供一種可攜式GPS個人定位 儀，其特徵在於，由肩麥、彈簧線和底座組成，肩麥通過彈簧線與底座連接。
所述的肩麥由機殼、PTT按鍵、橡膠按鍵、正面屏蔽罩、麥克套、機殼、卡
扣、防水喇叭、背面屏蔽罩、電路板、防水膠套、防水線扣、螺釘組成，防水喇
叭、背面屏蔽罩、電路板、正面屏蔽罩通過螺釘依次設於機殼和機殼之間，PTT
按鍵和橡膠按鍵設於機殼和機殼一側之間，分別與電路板連接，麥克套設於機殼
和機殼之間的上端，防水膠套和防水線扣設於機殼和機殼之間的下端。
所述的底座由電臺接口隔板、側面電路板、側面外殼、側面螺釘、螺釘、
底面隔板、底電路板、地面外殼、螺柱組成，側面電路板通過側面螺釘設於電臺 接口隔板和側面外殼之間，底電路板設於底面隔板和地面外殼之間，電臺接口隔 板和側面外殼通過螺釘與底面隔板上的螺柱連接。
本實用新型採用全球衛星定位系統接收模塊即GPS模塊，用於接收衛星數 據；簡訊接口電路C用於將GPS位置信息用簡訊的方式發送給控制中心，同時接 收控制中心的查詢指令並做出相應的應答。GPS接收模塊定時輸出包括地理位置 信息在內的數據，控制晶片提取分析這些數據，並按照一定的簡訊格式編碼，當 發送時間閥值或移動距離閥值到時，控制晶片將簡訊通過簡訊接口發送給控制中 心，控制中心可以實時獲取警員的當前位置，當控制中心需要查詢警員的位置時， 中心控制設備將査詢指令通過簡訊發送給終端，終端控制晶片將數據解析，並做 出相應的應答，將應答數據通過簡訊接口發送給控制中心。
本實用新型的優點是-
1. 體積小，重量輕、便於攜帶，不增加警員的負擔；
2. 語音通信清楚，音質優良；
3. 超低功耗，由手持通訊臺電池供電，不影響手持臺的正常使用；
4. 防水等級較高，滿足警員的使用環境要求；
5. 定位精度高，定位快速，數據回傳速度快，滿足實時性使用需求。


圖1為一種可攜式GPS個人定位儀結構示意圖2為肩麥結構示意圖3為電路板原理框圖4為底座結構示意圖5為電路板20原理框圖6為電路板24原理框圖7為800M GPS個人定位儀工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例
如圖1所示，為一種可攜式GPS個人定位儀結構示意圖，所述的一種可攜式GPS個人定位儀由肩麥1、彈簧線2和底座3組成，肩麥1通過彈簧線2與底座 3連接。
如圖2所示，為肩麥結構示意圖，所述的肩麥1由機殼4、 PTT按鍵5、橡 膠按鍵6、正面屏蔽罩7、麥克套8、機殼9、卡扣10、防水喇叭ll、背面屏蔽 罩12、電路板13、防水膠套14、防水線扣15、螺釘16組成，防水喇叭ll、背 面屏蔽罩12、電路板13、正面屏蔽罩7通過螺釘16依次安裝在機殼4和機殼9 之間，PTT按鍵5和橡膠按鍵6設於機殼4和機殼9一側之間，分別與電路板 13連接，麥克套8安裝在機殼4和機殼9之間的上端，防水膠套14和防水線扣 15安裝在機殼4和機殼9之間的下端。
如圖3所示，為電路板原理框圖，所述的電路板13由電源電路A、語音控 制K1、控制晶片U1、 GPS模塊U2、語音接口電路B、簡訊接口電路C和天線T1 組成，電源電路A分別與控制晶片U1和GPS模塊U2連接，控制晶片U1通過串 口分別與語音控制K1、 GPS模塊U2和簡訊接口電路C連接，語音控制K1與語音 接口電路B連接，GPS模塊U2與天線T1連接。
所述的電源電路A為高效率的開關電源晶片，電源電路A負責給所有的電 路供電；控制晶片U1通過串口連接GPS模塊U2，獲取地理位置信息，控制晶片 Ul通過10 口和語音控制Kl連接；控制晶片Ul通過串口連接手持通訊臺簡訊接 口 ，將GPS信息按照800M電臺簡訊協議編碼要求進行編碼，通過串口發送給手 持通訊臺。
電源電路A是整個系統的難點，由於本實用新型的所有電路供電都是通過手 持通訊臺獲取的，而手持通訊臺只有一路供電且功率很小，若整個設備的功耗比 較大，可能自身都無法工作，甚至會影響手持通訊臺正常工作，電源晶片選擇 LT公司的LT1507晶片，該晶片是一款超500KHz的開關調壓晶片，晶片自身的 損耗小，電源轉換效率很高。
所述的控制晶片Ul為低電壓、低功耗的MSP430系列16位單片機。
該晶片具有以下的優點
1. 6uS的啟動時間可以使啟動加速；
2. ESD保護，抗幹擾強；
3. 低電壓供電；
4. 多達64K的尋址空間，包含R0M、 RAM、快閃記憶體和外圍模塊；
5. 大部分指令位一字節指令，處理速度快；
6. 為一16位單片機；
7. GPIO具有中斷能力，方便設計；
8. 具有JTAG在線調試功能；
9. 為工業級晶片，工作溫度-4(TC 85。C;
以上優點，可以增加產品的可靠性以及可擴展性，尤其其微安級的電流消耗 在本實用新型中，進一步降低了設備的功耗。 GPS模塊U2，利用GPS定位，定位原理為
太空GPS衛星在運行時，任一時刻都有一個坐標值來代表其位置所在(己知 值)，接收機所在的位置坐標為未知值，而太空衛星的訊息在傳送過程中，所需 耗費的時間，可經由比對衛星時鐘與接收機內的時鐘計算之，將此時間差值乘以 電波傳送速度(一般定為光速)，就可計算出太空衛星與使用者接收機間的距離， 如此就可依三角向量關係來列出一個相關的方程式。
一般使用的接收機就是依上述原理來計算出所在位置的坐標數據，每接收到 一顆衛星就可列出一個相關的方程式，因此在至少收到三衛星後，即可計算出平 面坐標(經緯度)值，收到四顆則加上高程值，五顆以上更可提高準確度，這就 是GPS的基本定位原理。 一般來說，使用者接收機每一秒鐘的坐標數據都是最 新的，也就是說接收機會自動不斷地接收衛星訊息，並實時地計算其所在位置的 坐標數據，如此使用者便不需擔心是否接收機顯示的資料太舊或是不準確了。
在設計過程中，考慮到產品為手持設備，要求具有低功耗。並且考慮到結構 的小巧要求，選擇一款進口的GPS模塊，該模塊體積小、功耗極低。內部採用先 進的算法引擎，靈敏度很高。數據輸出為標準的美國國家海洋電子協會制定的 NMEA-0183通信標準協議。
該模塊的性能參數為 接收器類型16通道
Ll頻率，C/A碼
最大更新速率4Hz
天線 支持有源天線和無源天線，方便設計
精確度定位 2. 5 m CEP
DGPS/SABS 2. 0m CEP
啟動時間熱啟動〈3.5s 溫啟動〈33S 冷啟動〈34S
輔助啟動〈5S
靈敏度
定時精確度
運行限制
接口
協議
功耗
信號重捕獲時間〈1S 跟蹤靈敏度-158dbm 捕獲和重新捕獲-148dBm 冷啟動-142dBm RMS 50ns 99% <100ns
18.000M 速度 515m/s
USB1. 1(兼容2.0) 串口 (一路UART) NMEA UBX協議 38mA@2. 7V
運行溫度範圍-40。C 85。C
存儲溫度範圍-40°C 125°C
如圖4所示，為底座結構示意圖，所述的底座3由側面外殼17、電臺接口隔
板18、側面螺釘19、側面電路板20、螺釘21、螺柱22、底面隔板23、底電路
板24和底面外殼25組成，側面電路板20通過側面螺釘19安裝在電臺接口隔板
18和側面外殼17之間，底電路板24安裝在底面隔板23和底面外殼25之間，
側面外殼17和電臺接口隔板18通過螺釘21與底面隔板23連接。
如圖5所示，為電路板20原理框圖，所述的側面電路板20由語音接口、電 源接口、簡訊接口組成。其中語音接口與電源接口與手持通訊臺的側面接口連接， 簡訊接口與底板接口連接。該電路板的主要功能為GPS個人定位儀提供電源以及
語音通道，同時為GPS定位儀提供簡訊物理通道。
如圖6所示，為電路板24原理框圖，所述的底電路板24由側板接口、電臺 簡訊接口連接，其中側板接口與側面電路板20的底板接口相連。功能為將GPS 個人定位儀的簡訊送入手持通訊臺的簡訊接口。
如圖7所示，為800MGPS個人定位儀工作流程圖，工作時，本實用新型 連接於警員使用的800M手持通訊臺，主要用於公安系統的警員800M無線個 人定位，終端將按照設定的時間間隔、距離間隔向控制中心上報當前警員的 地理位置信息。公安局控制中心可以根據警員個人地理位置信息，在突發案 件時合理地安排警員進行布點、追蹤、堵截；同時有利於對轄區進行合理地 分配警力，在警員受到威脅時，可以方便準確地安排其他警員進行支援；從 而實現警員最高效率地安排配置。
權利要求1.一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，由肩麥(1)、彈簧線(2)和底座(3)組成，肩麥(1)通過彈簧線(2)與底座(3)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的肩麥(1)由機殼(4)、 PTT按鍵(5)、橡膠按鍵(6)、正面屏蔽罩(7)、麥克 套(8)、機殼(9)、卡扣(10)、防水喇叭(11)、背面屏蔽罩(12)、電路板 (13)、防水膠套(14)、防水線扣(15)、螺釘(16)組成，防水喇叭(11)、 背面屏蔽罩(12)、電路板(13)、正面屏蔽罩(7)通過螺釘(16)依次設於 機殼(4)和機殼(9)之間，PTT按鍵(5)和橡膠按鍵(6)設於機殼(4) 和機殼(9) 一側之間，分別與電路板(13)連接，麥克套(8)設於機殼(4) 和機殼(9)之間的上端，防水膠套(14)和防水線扣(15)設於機殼(4) 和機殼(9)之間的下端。
3. 根據權利要求2所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的電 路板(13)由電源電路A、語音控制K1、控制晶片U1、 GPS模塊U2、語音接 口電路B、簡訊接口電路C和天線T1組成，電源電路A分別與控制晶片U1 和GPS模塊U2連接，控制晶片U1通過串口分別與語音控制K1、 GPS模塊U2 和簡訊接口電路C連接，語音控制Kl與語音接口電路B連接，GPS模塊U2 與天線T1連接。
4. 根據權利要求3所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的電 源電路A為高效率的開關電源晶片。
5. 根據權利要求3所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的控 制晶片Ul為低電壓、低功耗的MSP430系列16位單片機。
6. 根據權利要求1所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的底 座(3)由側面外殼(17)、電臺接口隔板(18)、側面螺釘(19)、側面電路 板(20)、螺釘(21)、螺柱(22)、底面隔板(23)、底電路板(24)、底面外 殼(25)組成，側面電路板(20)通過側面螺釘(19)設於電臺接口隔板(18) 和側面外殼(17)之間，底電路板(24)設於底面隔板(23)和底面外殼(25) 之間，側面外殼(17)和電臺接口隔板(18)通過螺釘(21)與底面隔板(23) 連接。
7. 根據權利要求6所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的側 面電路板(20)由語音接口、電源接口、簡訊接口組成，語音接口與電源接 口與手持通訊臺的側面接口連接，簡訊接口與底板接口連接。
8. 根據權利要求6所述的一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，所述的底 電路板(24)由側板接口和電臺簡訊接口連接，同時與側面電路板(20)的 底板接口相連。
專利摘要本實用新型涉及一種可攜式GPS個人定位儀，其特徵在於，由肩麥、彈簧線和底座組成，肩麥通過彈簧線與底座連接，所述的肩麥由機殼、PTT按鍵、橡膠按鍵、正面屏蔽罩、麥克套、機殼、卡扣、防水喇叭、背面屏蔽罩、電路板、防水膠套、防水線扣、螺釘組成，防水喇叭、背面屏蔽罩、電路板、正面屏蔽罩通過螺釘依次設於機殼和機殼之間，PTT按鍵和橡膠按鍵設於機殼和機殼一側之間，分別與電路板連接，麥克套設於機殼和機殼之間的上端，防水膠套和防水線扣設於機殼和機殼之間的下端。本實用新型的優點是體積小巧、便於攜帶、低耗、防水、定位精確、定位速度快。
文檔編號G01S1/00GK201072440SQ20072006952
公開日2008年6月11日 申請日期2007年4月29日 優先權日2007年4月29日
發明者廖志凱, 楊曉波, 鍾小剛 申請人:上海三吉電子工程有限公司