專利名稱:一種基于avr的gps軌跡記錄系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本實用新型屬于定點定位軌跡記錄技術領域,尤其涉及一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)。
背景技術:
在關于各種路徑記錄以及較大規(guī)模面積測量系統(tǒng)中,對于精確的定位,記錄數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計計算距離、周長以及面積直接決定了各種資源的合理運用,同時關于地表作業(yè)的各部門也希望能通過有效地精準的儀器來記錄ー些關于地表的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的方法是人工使用卷尺測量,雖然操作簡單,但只適合短距離的直線或者弧度很小的曲線,一旦軌跡變的 復雜,那么測量結果將會出現(xiàn)極大地誤差,而且原本簡單的操作也會變得復雜,浪費資源。隨著科學技術的進歩,目前市場上出現(xiàn)了ー些軌跡記錄儀,但都有不同程度的缺陷,比如適用性不好,不能在各個區(qū)域使用(信號接受不好)、難以測量各種軌跡(各種弧度的曲線)、測量的精度誤差大、穩(wěn)定性不夠好、測量速度慢、缺少人性化設備、功耗高等等。研發(fā)出適用更好、功耗更低,功能更全面,具有人性化設備,且能更快速精確記錄各種軌跡的廣品迫在眉目走。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術的缺陷,提出一種基于AVR單片機和GPS技術相結合的任意軌跡記錄,同時還能根據(jù)需求計算距離、周長和面積系統(tǒng)。為了解決上述技術問題,本實用新型的技術方案如下一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)包括采用AVR ATmega32單片機的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和電源模塊;所述GPS接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號,并將定位信息通過傳輸線輸入到所述主控模塊中;所述主控模塊對定位信息進行存儲,并繪制軌跡。所述GPS接收模塊采用Gstar_15c型GPS接收機,集成GPS接收器,內(nèi)置天線和上電復位電路。所述語音模塊采用ISD17150語音芯片。所述液晶顯示模塊采用12864不帶中文字庫型藍屏液晶顯示器。所述電源模塊采用充電電池供電。本實用新型的有益效果在于I.適用性較好能記錄各種弧度的軌跡,井能計算距離、周長以及大規(guī)模不規(guī)則圖形的面積,適用于各種地形與場合;2.測量速度快采用高速率,大容量,內(nèi)置存儲模塊的AVR單片機,以及變動GPS坐標信息速度快的Gstar-15c模塊,可以做到多點坐標同時處理,軌跡繪制,數(shù)據(jù)的計算更加快捷;[0016]3.測量精度更好采用高性能GPS模塊,測量結果更加精確;4.測量過程中,可以通過按鍵查看當前檢測到衛(wèi)星的數(shù)目,衛(wèi)星數(shù)目越多,也就代表著取點時數(shù)據(jù)更加精確,信號最好時可以收到12顆星;5.低功耗AVR單片機在IMHZ時消耗I. ImA,待機時下降小于I U A,液晶屏也只消耗IOmA左右的電流,而天線內(nèi)置的GPS模塊幾乎是所有終端GPS模塊中耗電量最少的產(chǎn)品了 ;6.具有語音功能語音芯片ISD17150具有長時 間多次錄音功能,在系統(tǒng)使用中可根據(jù)提示信息發(fā)出聲響,使用戶能更準確的知道各種信息,避免了信息的遺漏;7.具有電源模塊采用充電電池提供電源,同時擁有充電效率較高的采用單端反激原理的充電器,井內(nèi)置電源轉換效率高達93%的BUCK電路,在能驅動液晶顯示的前提下,避免了功耗更多的浪費,且供電非常穩(wěn)定,適合長時間野外操作,更加方便,更加節(jié)能環(huán)保;8.具有鍵盤模塊用戶可以通過鍵盤選擇測量類別,如距離、周長、面積,還可選擇測量方式手動和自動,并可選擇單位,可以開關語音,查電量,查信號,查記錄等等。
圖I為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合示意圖和具體實施情況對本實用新型做進ー步的說明。如圖I所示,本實用新型采用低功耗,內(nèi)置大存儲EEPROM的ATmega32單片機的主控模塊及與所述主控模塊相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊、電池模塊,具體的說,系統(tǒng)采用ATmega32單片機做主控制器,用刷新頻率高的GPS模塊來接收衛(wèi)星信號并傳到單片機內(nèi);它具有快速井能同時處理多個數(shù)據(jù)的運算能力,在眾多單片機中非常適合用來實時記錄任意軌跡信息并計算距離、周長和面積等數(shù)據(jù)。GPS模塊接收來自衛(wèi)星的定位信息,發(fā)送至單片機并存儲在內(nèi)部EEPR0M。按鍵的設計主要實現(xiàn)的功能有開始測試、顯示衛(wèi)星數(shù)目、查電量、開語音、選擇單位、選擇類別,放大縮小圖形以及復位等等。液晶顯示器使用的是較為簡單的12864不帶中文字庫型液晶顯示器,用于顯示測量結果并繪出被測軌跡的圖形、接收到衛(wèi)星的數(shù)目以及電池電量??傮w流程為采用AVR單片機的串ロ RXD接收來自GPS的信號,以字符串的形式保存在內(nèi)部的EEPR0M,并分析處理相應位置的數(shù)據(jù),進行坐標變換,然后在主控模塊中對定位信息進行處理,繪制軌跡,再根據(jù)用戶要求通過算法得出距離、周長或面積等數(shù)據(jù)。其中較復雜的面積計算方法采用相量叉乘求不規(guī)則的多邊形面積,三角形ABC的面積可以等于(|AB|*|AC|*sinABC)/2,也就是等于ABXAC的模。若點A (xl,yl),點B(x2,y2),點C為原點,那么三角形ABC的面積S=|ABXAC/2|= (xl*y2_x2*yl)/2。對于任意多邊形,取多邊形內(nèi)其中一點為點0,其坐標可以任意,一般都取原點,將其分成N個三角形,將所得叉乘的模相加,即得到了多邊形面積。由于叉乘得到的結果有正負,即為方向,但是取面積,沒有正負,需要取絕對值即可。由于各邊的長度是通過經(jīng)緯度來確定的,但地球并非是球形,它是橢圓的,所以在不同緯度的地方,經(jīng)度所代表的長度都不相同。而全國各地緯度1°的間隔長度都相等(因為所有經(jīng)線的長度都相等),通過實地測量以及修正,緯度大約是17. 15米/0. or。由于各緯線從赤道向兩極遞減,60°緯線上的長度為赤道上的一半,所以在各緯線上經(jīng)度差1°的弧長就不相等。在同一條緯線上(假設此緯線的緯度為a)經(jīng)度0. or對應的實際弧長大約為17. 15cosam0因此,只要知道了任意兩地間的緯度差,或者是赤道上任何兩地的經(jīng)度差,就可以計算它們之間的實際距離。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員,在不脫離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,但這些也應視為本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng),其特征在于包括采用AVR ATmega32單片機的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和電源模塊; 所述GPS接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號,并將定位信息通過傳輸線輸入到所述主控模塊中; 所述主控模塊對定位信息進行存儲,并繪制軌跡。
2.根據(jù)權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng),其特征在于所述GPS接收模塊采用Gstar-15c型GPS接收機,集成GPS接收器,內(nèi)置天線和上電復位電路。
3.根據(jù)權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng),其特征在于所述語音模塊采用ISD17150語音芯片。
4.根據(jù)權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng),其特征在于所述液晶顯示模塊采用12864不帶中文字庫型藍屏液晶顯示器。
5.根據(jù)權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng),其特征在于所述電源模塊采用充電電池供電。
專利摘要本實用新型涉及一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)?,F(xiàn)有的設備適用性差、測量精度誤差大、穩(wěn)定性不夠好。本實用新型包括采用AVRATmega32單片機的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和電源模塊。GPS接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號,并將定位信息通過傳輸線輸入到所述主控模塊中。主控模塊對定位信息進行存儲,并繪制軌跡。本實用新型能記錄各種弧度的軌跡,并能計算距離、周長以及大規(guī)模不規(guī)則圖形的面積,適用于各種地形與場合。
文檔編號G01S19/50GK202522704SQ20122007835
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2012年3月5日
發(fā)明者張海峰, 方旭昌, 毛懌奇 申請人:杭州電子科技大學