可攜式數位化情報偵察終端的製作方法
2023-09-20 18:34:15
專利名稱：可攜式數位化情報偵察終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可攜式數位化情報偵查終端，利用北鬥、GPS雙模塊定位導航 系統，尤其能夠利用其所提供的多種手段輔助偵察。
背景技術：
隨著衛星技術的發展，利用北鬥及GPS來完成對目標的定位、導航、監測和實時通 信已是成熟的技術。現有的偵察終端主要利用這些技術來進行偵察任務，其主要弊端有1.體積大不便於攜帶。目前的手持終端雖然相對於大型設備而言已經實現了小型 化，但並不符合野戰任務的需求，並且隨著對大容量存儲以及高運算能力要求的逐步增加， 也對設備的體積提出了接近苛刻的要求。2.終端本身不能存儲地圖。目前的終端使用時在得到定位信息不能直接在終端上 進行標繪。需要配合紙制地圖進行使用，十分不方便，也顯然不被現代數位化戰爭所接受。
發明內容本實用新型的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種可攜式的手持終 端，體積小，且能夠滿足現代數位化戰爭需求。本實用新型的技術解決方案是可攜式數位化情報偵察終端，包括PDA主板、BD組 件、GPS組件、IXD屏、主電池；SDRAM、FLASH存儲器、AC』 97音頻接口 ；所述的BD組件包括 北鬥模塊、高頻饋線和北鬥天線；所述的GPS組件包括GPS模塊和GPS天線；PDA主板的處理核心採用Intel PXA270處理器；主電池通過PDA主板上的電池 接口為整個終端供電；PDA主板上設置3個串行通信接口，北鬥模塊採用廣嘉生產的北鬥 1 一體化模塊，固定在PDA主板上，通過其中一個串行通信接口與PXA270處理器進行通 信，北鬥天線通過高頻饋線連接到北鬥模塊上；GPS模塊直接嵌入PDA主板上，通過另外 一個串行通信接口與PXA270處理器進行通信，GPS天線通過同軸連接器連接到PDA主板 上；PDA主板上的第三個串行通信接口為調試接口 ；該數位化情報偵察終端的顯示器採用 IXD屏，IXD屏與PXA270處理器內部集成的IXD控制器連接；SDRAM為終端內存，採用兩片 K4S511632D-UC75，將其數據總線分別與PXA270處理器的高16位和低16位進行連接，高16 位的SDRAM的數據屏蔽信號LQOM和UQOM分別與PXA270處理器的DQM2、DQM3相連接，低16 位的SDRAM的數據屏蔽信號LQOM和UQOM分別與PXA270處理器的DQM0、DQM1相連接，片選 及相應的控制信號相應連接；FLASH存儲器為終端的硬碟，包括兩片N0RFLASH和一片NAND FLASH,兩片NOR FLASH的數據總線分別與PXA270的高16位與低16位數據總線相連接，片 選信號及其他控制信號對應連接，NAND FLASH的數據總線與PXA270處理器的低八位數據 總線連接；AC，97音頻接口通過AC_Link與PXA270處理器進行連接；SD存儲卡內存儲電子 地圖文件，通過PXA270處理器內部集成的SD卡接口連接。所述的PDA主板上預留USB接口，與外部PC機進行交互。所述的PXA270處理器上擴展乙太網接口。[0010]所述終端整機體積長彡170mm,寬彡100mm,高彡35_。本實用新型與現有技術相比有益效果為(1)本實用新型將北鬥模塊和GPS模塊集成在一個主板上，能夠充分的利用這兩 個模塊提供的多種手段進行輔助偵察，能夠滿足現代作戰要求。(2)本終端採用了目前市場上所見產品中極為小型的北鬥模塊，集成了電池、 天線、嵌入式CPU、液晶屏等部分後，體積依然小巧便於攜帶。整機體積長彡170mm，寬 彡100mm,高彡35mm,整機重量彡0. 8Kg (含電池)。(3)終端上的軟體支持影像圖柵格圖矢量圖等多種地圖格式，這樣通過這個軟體 便可直接在終端上進行對電子地圖的各項操作，是目前數位化作戰的重大突破。
[0015]圖1為實用新型結構組成框圖；[0016]圖2為電源管理部分電路圖；[0017]圖3為串口部分電路圖；[0018]圖4為GPS模塊部分電路圖；[0019]圖5為IXD顯示部分電路圖；[0020]圖6為SDRAM電路圖；[0021]圖7為NOR FLASH電路圖；[0022]圖8為NAND FLASH電路圖；[0023]圖9為音頻及觸控螢幕電路；[0024]圖10為SD卡部分電路圖；[0025]圖11為USB接口部分電路圖；[0026]圖12為乙太網控制器電路原理圖[0027]圖13為鍵盤部分的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，可攜式數位化情報偵察終端，包括PDA主板、BD組件、GPS組件、IXD 屏、主電池；SDRAM、FLASH存儲器、AC』97音頻接口 ；所述的BD組件包括北鬥模塊、高頻饋線 和北鬥天線；所述的GPS組件包括GPS模塊和GPS天線；PDA主板是偵察終端的硬體核心， BD組件是應用軟體運行的基礎，LCD屏是主要的人機互動手段，而主電池則是系統穩定長 時工作的來源。PDA主板的處理核心採用Intel PXA270處理器(即附圖中的CPU)；配置大量的外 設資源，形成高端的嵌入式系統平臺，具有高性能、低功耗、功能豐富的特點。主電池通過PDA主板上的電池接口為整個終端供電，採用LM22670(其輸入11. IV， 輸出5V)，為了能夠對電源電量進行檢測，採用MAX1586監測電量，其連接電路圖如圖2所示 PDA主板上設置3個串行通信接口，採用RS-232-C接口實現。RS-232-C接口是目 前最常用的一種串行通信接口，本終端採用MAX3232，是Maxim公司的一款優秀的RS-232芯 片，工作電壓是3 5V，雙向各兩條輸入輸出通道，最低的轉換速率為120Kbps，串口部分的 電路圖如圖3所示。
4[0032]北鬥模塊採用廣嘉生產的北鬥1 一體化模塊，其體積為長度=73mm,寬度=51mm, 厚度=llmm。架在PDA主板之上，用螺釘固定。通過其中一個串行通信接口與PXA270處理 器進行通信，北鬥天線通過高頻饋線連接到北鬥模塊上。GPS模塊採用瑞士 UBLOX生產的LEA_5，LEA-5提供超快速的首次定位時間，它所 採用的GPS架構不僅擁有50個通道，還提供超過百萬個的相關器以及獨立的定位和搜索引 擎，可以進行大規模的平行搜尋。在AssistNowA-GPS服務協助下，LEA-5模塊不到一秒即 可獲得衛星信號並完成首次定位。GPS模塊直接嵌入主板，如圖4所示，通過另外一個串行 通信接口與PXA270處理器進行通信，GPS天線通過同軸連接器連接到PDA主板上。PDA主板上的第三個串行通信接口為調試接口 ；該測試接口可以採用JTAG口。 JTAG (聯合測試行動小組)是1985年制定的檢測PCB和IC晶片的一個標準，1990年後修改 成為IEEE的一個標準，即IEEE1149. 1-1990。JTAG技術是一種嵌入式調試技術，它在晶片 內部封裝了專門的測試電路TAP (測試訪問接口)，通過專用的JTAG測試工具對具有JTAG 接口晶片的硬體電路進行邊界掃描和故障檢測。該數位化情報偵察終端的顯示器採用IXD屏，IXD屏與PXA270處理器內部集成的 IXD控制器連接，PXA270處理器支持多種IXD屏，IXD顯示部分的電路圖如下圖5所示；SDRAM為終端內存，SDRAM採用兩片K4S511632D-UC75，將其數據總線分別與 PXA270處理器的高16位和低16位進行連接，高16位的SDRAM的數據屏蔽信號LQOM和 UQOM分別與PXA270處理器的DQM2、DQM3相連接，低16位的SDRAM的數據屏蔽信號LQOM和 UQOM分別與PXA270處理器的DQM0、DQM1相連接，片選及相應的控制信號相應連接，即構成 一個128MB、32位寬的SDRAM系統，本部分的電路連接圖如圖6所示。FLASH存儲器相當於本終端的硬碟，其可進行電擦寫，具有低功耗、大容量、擦除速 度快、可整體或者分扇區進行系統燒寫、擦除等特點，並且可由內部嵌入的算法完成對晶片 的操作，在嵌入式系統中得到了廣泛的應用。FLASH存儲器主要分為NOR和NAND兩種類型。 NOR FLASH的傳輸效率很高，小容量時具有很高的成本收益，但很低的寫入和擦除速度大大 影響它的性能；NAND FLASH結構能提供極高的單元密度，可以達到高密度存儲，並且其寫 入和擦除速度也很快，但其存在管理需要特殊的系統的接口的問題。PXA270只支持從NOR FLASH接口啟動，本終端採用兩片MT28F128J3RP並聯作為系統非易失性存儲空間，將兩片 NOR FLASH的數據總線分別與PXA270處理器的高16位與低16位數據總線相連接，片選信 號及其他控制信號對應連接，即構成了一個32MB、32位寬的FLASH系統，其連接示意圖如圖 7所示。NANDFLASH主要用來存儲海量數據，其數據總線與PXA270處理器的低八位數據總 線連接。本系統採用SAMSUNG的K9GAG08U0M-PCB0，其單片容量為2G，其電路如圖8所示。本終端採用AC』 97的音頻接口來進行音頻的相關控制，通過AC_Link外接 AC，97Codec來實現音頻數據幀的交互和相關控制信息的傳送。AC，97Codec採用Philip UCB1400BE，該晶片工作在3. 3V，支持AC，972. 1版本，可以方便的和PXA270進行連接；內部 自帶20-bit Codec DAC，可以直接驅動立體聲耳機，本終端基於UCB1400BE的音頻及觸控螢幕 電路如圖9所示。本終端提供的軟體支持加載大量地圖文件，而FLASH本身不支持如此大的容量， 這就需要額外的設備已供使用。本終端採用SD存儲卡來進行額外的支持。SD存儲卡是一種基於半導體快閃記憶器的新一代記憶設備。PXA270處理器內部集成了 SD卡接口，支持 對SD卡、MMC卡和SDI0設備的訪問，支持SD卡1. 01標準，具體的電路圖如圖10所示。SD 存儲卡除了存儲大量的電子地圖文件外還存儲終端實現各種功能的軟體，主要能夠實現的 功能有定位、地圖標繪、發送簡訊等。軟體初始時須輸入密碼，然後從SD卡中加載已經存儲 好的地圖。連接北鬥模塊或GPS模塊，連接成功後點擊定位按鈕，便可以對自身位置進行定 位，定位結果顯示在屏幕上。為了更好的進行終端與PC機的交互，本終端預留了 USB接口。USB是Universal Serial Bus的簡稱，是一種可以同時處理計算機與具有USB接口外設之間通信的電纜總 線，這些連接到計算機上的外設共同分享USB的帶寬。PXA270處理器集成了 USB1. 1主控制 器以及從設備控制器，具體的電路圖如下圖11所示為了日後擴展，本終端擴展了乙太網接口 ETHERNET。選用了 LAN91C111，它是SMSC 公司生產的專門用於嵌入式產品的10/100M快速乙太網控制器，具有可編程、CRC校驗，同 步或者異步工作方式、低功耗CMOS設計、小尺寸等特點。LAN91C111採用32位從EISA總線 接口方式，詳細的電路圖如圖12所示。PXA270處理器內置有按鍵控制器，最大支持8個直接輸入按鍵和8 * 8的矩陣按 鍵，其外部連接鍵盤，鍵盤按鍵提供快捷調整功能，如調整屏幕亮度等，具體的電路圖如下 圖13所示。將上述結構採用一個緊湊的外形結構進行包裝，即可得到該終端整機。結構加 工要考慮防水、防塵、電磁屏蔽、散熱性能高等特點，這部分內容屬於本領域技術人員的公 知技術，這裡不再詳細進行介紹，採用上面介紹的晶片進行組裝後，整機體積可以達到長 彡170mm，寬彡100mm，高彡35mm，整機重量彡0. 8Kg(含電池)。本實用新型未詳細說明部分屬於本領域技術人員公知常識。
權利要求可攜式數位化情報偵察終端，其特徵在於包括PDA主板、BD組件、GPS組件、LCD屏、主電池；SDRAM、FLASH存儲器、AC』97音頻接口；所述的BD組件包括北鬥模塊、高頻饋線和北鬥天線；所述的GPS組件包括GPS模塊和GPS天線；PDA主板的處理核心採用Intel PXA270處理器；主電池通過PDA主板上的電池接口為整個終端供電；PDA主板上設置3個串行通信接口，北鬥模塊採用廣嘉生產的北鬥1一體化模塊，固定在PDA主板上，通過其中一個串行通信接口與PXA270處理器進行通信，北鬥天線通過高頻饋線連接到北鬥模塊上；GPS模塊直接嵌入PDA主板上，通過另外一個串行通信接口與PXA270處理器進行通信，GPS天線通過同軸連接器連接到PDA主板上；PDA主板上的第三個串行通信接口為調試接口；該數位化情報偵察終端的顯示器採用LCD屏，LCD屏與PXA270處理器內部集成的LCD控制器連接；SDRAM為終端內存，採用兩片K4S511632D-UC75，將其數據總線分別與PXA270處理器的高16位和低16位進行連接，高16位的SDRAM的數據屏蔽信號LQOM和UQOM分別與PXA270處理器的DQM2、DQM3相連接，低16位的SDRAM的數據屏蔽信號LQOM和UQOM分別與PXA270處理器的DQM0、DQM1相連接，片選及相應的控制信號相應連接；FLASH存儲器為終端的硬碟，包括兩片NORFLASH和一片NAND FLASH，兩片NOR FLASH的數據總線分別與PXA270的高16位與低16位數據總線相連接，片選信號及其他控制信號對應連接，NAND FLASH的數據總線與PXA270處理器的低八位數據總線連接；AC』97音頻接口通過AC_Link與PXA270處理器進行連接；SD存儲卡內存儲電子地圖文件，通過PXA270處理器內部集成的SD卡接口連接。
2.根據權利要求1所述的可攜式數位化情報偵察終端，其特徵在於所述的PDA主板 上預留USB接口，與外部PC機進行交互。
3.根據權利要求1所述的可攜式數位化情報偵察終端，其特徵在於所述的PXA270處 理器上擴展乙太網接口。
4.根據權利要求1所述的可攜式數位化情報偵察終端，其特徵在於所述終端整機體 積長彡170_，寬彡100mm，高彡35_。
專利摘要可攜式數位化情報偵察終端，包括PDA主板、BD組件、GPS組件、LCD屏、主電池；SDRAM、FLASH存儲器、AC』97音頻接口；所述的BD組件包括北鬥模塊、高頻饋線和北鬥天線；所述的GPS組件包括GPS模塊和GPS天線；PDA主板的處理核心採用Intel PXA270處理器；北鬥模塊採用廣嘉生產的北鬥1一體化模塊。本實用新型利用北鬥、GPS雙模塊定位導航系統，尤其能夠利用其所提供的多種手段輔助偵察，能夠滿足現代作戰要求。
文檔編號G01S19/18GK201576095SQ20092027834
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月24日 優先權日2009年12月24日
發明者劉曉蕾, 劉暢, 唐宜彬, 張冰, 曹志研, 程子敬, 郭學武 申請人:航天恆星科技有限公司