專利名稱：一種便攜式gps個人定位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式GPS個人定位儀，為一種在線警員實時定位系 統(tǒng)，即集定位、監(jiān)控、通訊、語音于一體的終端設(shè)備，連接于警員使用的800M 手持通訊臺，主要用于公安系統(tǒng)的警員800M無線個人定位，屬于GPS個人定位 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場上的GPS終端，主要用于個人的定位導(dǎo)航，使用者可以査看自身的 當(dāng)前位置。但是這類定位設(shè)備不能將地理位置信息傳輸?shù)娇刂浦行?，在控制中?的地圖上實時顯示被控者的當(dāng)前位置，顯然不滿足公安系統(tǒng)管理、監(jiān)控等使用需 求。
雖然目前國內(nèi)公安局也有定位系統(tǒng)，集定位、通信和報警于一體的車載GPS 設(shè)備，主要用于警車定位。它和單純的個人定位設(shè)備相比，雖然具備了通訊和報 警功能，但是由于設(shè)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(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種基于800M手持通訊臺的小體積、超低功耗、 防水且抗干擾的具有實時地理位置上報功能，并且能基于手持通信臺進行語音通 信的便攜式GPS個人定位儀，
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種便攜式GPS個人定位 儀，其特征在于，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(shè)于機殼和機殼之間，PTT
按鍵和橡膠按鍵設(shè)于機殼和機殼一側(cè)之間，分別與電路板連接，麥克套設(shè)于機殼
和機殼之間的上端，防水膠套和防水線扣設(shè)于機殼和機殼之間的下端。
所述的底座由電臺接口隔板、側(cè)面電路板、側(cè)面外殼、側(cè)面螺釘、螺釘、
底面隔板、底電路板、地面外殼、螺柱組成，側(cè)面電路板通過側(cè)面螺釘設(shè)于電臺 接口隔板和側(cè)面外殼之間，底電路板設(shè)于底面隔板和地面外殼之間，電臺接口隔 板和側(cè)面外殼通過螺釘與底面隔板上的螺柱連接。
本實用新型采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收模塊即GPS模塊，用于接收衛(wèi)星數(shù) 據(jù)；短信接口電路C用于將GPS位置信息用短信的方式發(fā)送給控制中心，同時接 收控制中心的查詢指令并做出相應(yīng)的應(yīng)答。GPS接收模塊定時輸出包括地理位置 信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)，控制芯片提取分析這些數(shù)據(jù)，并按照一定的短信格式編碼，當(dāng) 發(fā)送時間閥值或移動距離閥值到時，控制芯片將短信通過短信接口發(fā)送給控制中 心，控制中心可以實時獲取警員的當(dāng)前位置，當(dāng)控制中心需要查詢警員的位置時， 中心控制設(shè)備將査詢指令通過短信發(fā)送給終端，終端控制芯片將數(shù)據(jù)解析，并做 出相應(yīng)的應(yīng)答，將應(yīng)答數(shù)據(jù)通過短信接口發(fā)送給控制中心。
本實用新型的優(yōu)點是-
1. 體積小，重量輕、便于攜帶，不增加警員的負(fù)擔(dān)；
2. 語音通信清楚，音質(zhì)優(yōu)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(huán)境要求；
5. 定位精度高，定位快速，數(shù)據(jù)回傳速度快，滿足實時性使用需求。


圖1為一種便攜式GPS個人定位儀結(jié)構(gòu)示意圖2為肩麥結(jié)構(gòu)示意圖3為電路板原理框圖4為底座結(jié)構(gòu)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(jié)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，為一種便攜式GPS個人定位儀結(jié)構(gòu)示意圖，所述的一種便攜式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(jié)構(gòu)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(shè)于機殼4和機殼9一側(cè)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、控制芯片U1、 GPS模塊U2、語音接口電路B、短信接口電路C和天線T1 組成，電源電路A分別與控制芯片U1和GPS模塊U2連接，控制芯片U1通過串 口分別與語音控制K1、 GPS模塊U2和短信接口電路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(guān)電源芯片，電源電路A負(fù)責(zé)給所有的電 路供電；控制芯片U1通過串口連接GPS模塊U2，獲取地理位置信息，控制芯片 Ul通過10 口和語音控制Kl連接；控制芯片Ul通過串口連接手持通訊臺短信接 口 ，將GPS信息按照800M電臺短信協(xié)議編碼要求進行編碼，通過串口發(fā)送給手 持通訊臺。
電源電路A是整個系統(tǒng)的難點，由于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(shè)備的功耗比 較大，可能自身都無法工作，甚至?xí)绊懯殖滞ㄓ嵟_正常工作，電源芯片選擇 LT公司的LT1507芯片，該芯片是一款超500KHz的開關(guān)調(diào)壓芯片，芯片自身的 損耗小，電源轉(zhuǎn)換效率很高。
所述的控制芯片Ul為低電壓、低功耗的MSP430系列16位單片機。
該芯片具有以下的優(yōu)點
1. 6uS的啟動時間可以使啟動加速；
2. ESD保護，抗干擾強；
3. 低電壓供電；
4. 多達64K的尋址空間，包含R0M、 RAM、閃存和外圍模塊；
5. 大部分指令位一字節(jié)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(shè)計；
8. 具有JTAG在線調(diào)試功能；
9. 為工業(yè)級芯片，工作溫度-4(TC 85。C;
以上優(yōu)點，可以增加產(chǎn)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(shè)備的功耗。 GPS模塊U2，利用GPS定位，定位原理為
太空GPS衛(wèi)星在運行時，任一時刻都有一個坐標(biāo)值來代表其位置所在(己知 值)，接收機所在的位置坐標(biāo)為未知值，而太空衛(wèi)星的訊息在傳送過程中，所需 耗費的時間，可經(jīng)由比對衛(wèi)星時鐘與接收機內(nèi)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(wèi)星與使用者接收機間的距離， 如此就可依三角向量關(guān)系來列出一個相關(guān)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(biāo)數(shù)據(jù)，每接收到 一顆衛(wèi)星就可列出一個相關(guān)的方程式，因此在至少收到三衛(wèi)星后，即可計算出平 面坐標(biāo)(經(jīng)緯度)值，收到四顆則加上高程值，五顆以上更可提高準(zhǔn)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(biāo)數(shù)據(jù)都是最 新的，也就是說接收機會自動不斷地接收衛(wèi)星訊息，并實時地計算其所在位置的 坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如此使用者便不需擔(dān)心是否接收機顯示的資料太舊或是不準(zhǔn)確了。
在設(shè)計過程中，考慮到產(chǎn)品為手持設(shè)備，要求具有低功耗。并且考慮到結(jié)構(gòu) 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(nèi)部采用先 進的算法引擎，靈敏度很高。數(shù)據(jù)輸出為標(biāo)準(zhǔn)的美國國家海洋電子協(xié)會制定的 NMEA-0183通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
該模塊的性能參數(shù)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(shè)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(xié)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(xié)議 38mA@2. 7V
運行溫度范圍-40。C 85。C
存儲溫度范圍-40°C 125°C
如圖4所示，為底座結(jié)構(gòu)示意圖，所述的底座3由側(cè)面外殼17、電臺接口隔
板18、側(cè)面螺釘19、側(cè)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(cè)面電路板20通過側(cè)面螺釘19安裝在電臺接口隔板
18和側(cè)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(cè)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(cè)面電路板20由語音接口、電 源接口、短信接口組成。其中語音接口與電源接口與手持通訊臺的側(cè)面接口連接， 短信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定位儀提供短信物理通道。
如圖6所示，為電路板24原理框圖，所述的底電路板24由側(cè)板接口、電臺 短信接口連接，其中側(cè)板接口與側(cè)面電路板20的底板接口相連。功能為將GPS 個人定位儀的短信送入手持通訊臺的短信接口。
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 連接于警員使用的800M手持通訊臺，主要用于公安系統(tǒng)的警員800M無線個 人定位，終端將按照設(shè)定的時間間隔、距離間隔向控制中心上報當(dāng)前警員的 地理位置信息。公安局控制中心可以根據(jù)警員個人地理位置信息，在突發(fā)案 件時合理地安排警員進行布點、追蹤、堵截；同時有利于對轄區(qū)進行合理地 分配警力，在警員受到威脅時，可以方便準(zhǔn)確地安排其他警員進行支援；從 而實現(xiàn)警員最高效率地安排配置。
權(quán)利要求1.一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，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(shè)于 機殼(4)和機殼(9)之間，PTT按鍵(5)和橡膠按鍵(6)設(shè)于機殼(4) 和機殼(9) 一側(cè)之間，分別與電路板(13)連接，麥克套(8)設(shè)于機殼(4) 和機殼(9)之間的上端，防水膠套(14)和防水線扣(15)設(shè)于機殼(4) 和機殼(9)之間的下端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，所述的電 路板(13)由電源電路A、語音控制K1、控制芯片U1、 GPS模塊U2、語音接 口電路B、短信接口電路C和天線T1組成，電源電路A分別與控制芯片U1 和GPS模塊U2連接，控制芯片U1通過串口分別與語音控制K1、 GPS模塊U2 和短信接口電路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(jù)權(quán)利要求3所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，所述的電 源電路A為高效率的開關(guān)電源芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，所述的控 制芯片Ul為低電壓、低功耗的MSP430系列16位單片機。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，所述的底 座(3)由側(cè)面外殼(17)、電臺接口隔板(18)、側(cè)面螺釘(19)、側(cè)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(cè)面電路板(20)通過側(cè)面螺釘(19)設(shè)于電臺接口隔板(18) 和側(cè)面外殼(17)之間，底電路板(24)設(shè)于底面隔板(23)和底面外殼(25) 之間，側(cè)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(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，所述的側(cè) 面電路板(20)由語音接口、電源接口、短信接口組成，語音接口與電源接 口與手持通訊臺的側(cè)面接口連接，短信接口與底板接口連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，所述的底 電路板(24)由側(cè)板接口和電臺短信接口連接，同時與側(cè)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便攜式GPS個人定位儀，其特征在于，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(shè)于機殼和機殼之間，PTT按鍵和橡膠按鍵設(shè)于機殼和機殼一側(cè)之間，分別與電路板連接，麥克套設(shè)于機殼和機殼之間的上端，防水膠套和防水線扣設(shè)于機殼和機殼之間的下端。本實用新型的優(yōu)點是體積小巧、便于攜帶、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(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者廖志凱, 楊曉波, 鐘小剛 申請人:上海三吉電子工程有限公司