一种基于嵌入式的北斗导航定位系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，包括嵌入式控制器和控制面板，所述嵌入式控制器的输出端通过UART控制总线连接有北斗星接收模块，所述北斗星接收模块与FPGA控制器相连接，所述FPGA控制器内安装有集成电路板，所述集成电路板的输出端连接有温湿度传感模块，所述温湿度传感模块的输入端连接有信号调节电路；所述控制面板内安装有DSP处理器，所述DSP处理器的通信数据端口与嵌入式处理器，嵌入式处理器还连接有数据存储器和无线数据收发器,以STM32嵌入式微处理器为核心，扩展了LCD、GPS模块、存储器、温湿度传感器和气压传感器，实现了对经纬度、高度、速度和温湿度信息的实时采集，可对特定的应用领域进行精确化管理和科学预测。
【专利说明】
一种基于嵌入式的北斗导航定位系统
技术领域
[0001]本发明涉及导航定位系统技术领域，具体为一种基于嵌入式的北斗导航定位系统。【背景技术】
[0002]北斗卫星导航系统是中国自行研制、具有完全自主知识产权的卫星导航系统，北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端3部分组成，该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度的定位、导航和授时服务，并具备短报文通信能力。
[0003]随着导航模块的小型化，在手持设备上实现导航定位的应用越来广泛。目前，对于带有界面显示功能的手持定位设备，主要都是使用GPS系统，并且基于“嵌入式处理器+嵌入式操作系统+GUI”实现的，然而，随着我国自行研制的“北斗卫星导航定位系统”不断完善， 目前已经逐步得到应用，将来应用前景必将更加广阔，同时对于某些只需实现简单显示功能，对人机界面要求不高的应用场合，基于上述复杂嵌入式构架进行设计，不仅是对资源的浪费，也提高了开发难度，同时对于成熟产品的扩展也不太适用。
【发明内容】
[0004]针对以上问题，本发明提供了一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，以STM32嵌入式微处理器为核心，扩展了 LCD、GPS模块、存储器、温湿度传感器和气压传感器，实现了对经炜度、高度、速度和温湿度信息的实时采集，根据用户需求，可对特定的应用领域进行精确化管理和科学预测，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，包括嵌入式控制器和控制面板，所述控制面板的输出端连接有液晶显示屏和遥感装置， 所述嵌入式控制器的输出端通过UART控制总线连接有北斗星接收模块，所述北斗星接收模块通过异步检测模块与FPGA控制器相连接，所述FPGA控制器内安装有集成电路板，所述集成电路板上焊接有多级检测电路，所述集成电路板的输出端连接有温湿度传感模块，所述温湿度传感模块的输出端通过IIC总线连接到嵌入式控制器的输入端，所述温湿度传感模块的输入端连接有信号调节电路，所述信号调节电路的输出端连接有数字驱动器;所述控制面板内安装有DSP处理器，所述DSP处理器的通信数据端口与嵌入式处理器，嵌入式处理器还连接有数据存储器和无线数据收发器。
[0006]作为本发明一种优选的技术方案，所述FPGA控制器包括时钟模块和寄存器配置模块，所述时钟模块和寄存器配置模块的输入端均与电源管理模块的输出端相连接。
[0007]作为本发明一种优选的技术方案，所述温湿度传感模块的输出端连接有数据采集仪和USB电源。
[0008]作为本发明一种优选的技术方案，所述信号调节电路包括比较放大器，所述比较放大器的输出端连接有带宽滤波器，所述带宽滤波器的输出端连接有波形检测器。
[0009]作为本发明一种优选的技术方案，所述数字驱动器的输入端与波形检测器的输出端之间连接有数字正交解调器，所述数字驱动器采用以FPGA为控制核心的数字驱动器。
[0010]作为本发明一种优选的技术方案，所述无线数据收发器的输出端连接有无线控制设备，所述无线控制设备与数据采集仪进行数据传输通信。
[0011]作为本发明一种优选的技术方案，所述DSP处理器的输出端连接有串口通信模块， 所述串口通信模块包括中心站控制处理单元，中心站控制处理单元的输出端连接有中心站服务器，所述中心站服务器的输出端连接有北斗卫星接收机。
[0012]作为本发明一种优选的技术方案，所述嵌入式处理器采用STM32内核的F103RE系列单片机，所述DSP处理器采用TIC66X系列的处理芯片，所述数据存储器采用W25TX16系列的TF存储卡。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:该基于嵌入式的北斗导航定位系统，通过设置北斗卫星接收模块，对各项指令进行初始化，同时对模块输出数据的端口和协议进行配置，使得主控制板集成度高，功耗低，满足北斗系统大规模应用的需求，设置卫星系统配置，接收机收到该指令后会自动复位，设置的开启卫星频点在复位后生效，并以STM32嵌入式微处理器为核心，扩展了 LCD、GPS模块、存储器、温湿度传感器和气压传感器，实现了对经炜度、高度、速度和温湿度信息的实时采集，根据用户需求，可对特定的应用领域进行精确化管理和科学预测。【附图说明】[0〇14]图1为本发明结构不意图；
[0015]图2为本发明电路结构示意图。[〇〇16]图中:1-嵌入式控制器;2-控制面板;3-液晶显示屏;4-遥感装置;5-UART控制总线;6-北斗星接收模块;7-异步检测模块;8-集成电路板;9-FPGA控制器；10-温湿度传感模块；11-信号调节电路；12-数字驱动器；13-DSP处理器；14-1IC总线；15-数据存储器；16-无线数据收发器;17-串口通信模块；18-寄存器配置模块;19-数据采集仪;20-USB电源;21-比较放大器;22-带宽滤波器;23-波形检测器;24-数字正交解调器;25-中心站控制处理单元； 26-中心站服务器;27-北斗卫星接收机;28-无线控制设备；29-电源管理模块;30-时钟模块。【具体实施方式】[〇〇17]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]实施例:
[0019]请参阅图1和图2,本发明提供一种技术方案:一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，包括嵌入式控制器1和控制面板2,所述控制面板2的输出端连接有液晶显示屏3和遥感装置4,所述嵌入式控制器1的输出端通过UART控制总线5连接有北斗星接收模块6,所述北斗星接收模块6通过异步检测模块7与FPGA控制器9相连接，所述FPGA控制器9包括时钟模块 30和寄存器配置模块18,所述时钟模块30和寄存器配置模块18的输入端均与电源管理模块29的输出端相连接，所述FPGA控制器9内安装有集成电路板8，所述集成电路板8上焊接有多级检测电路，所述集成电路板8的输出端连接有温湿度传感模块10，所述温湿度传感模块10 的输出端还连接有数据采集仪19和USB电源20,所述温湿度传感模块10的输出端通过IIC总线14连接到嵌入式控制器1的输入端，所述温湿度传感模块10的输入端连接有信号调节电路11，所述信号调节电路11包括比较放大器21，所述比较放大器21的输出端连接有带宽滤波器22,所述带宽滤波器22的输出端连接有波形检测器23,所述信号调节电路11的输出端连接有数字驱动器12,所述数字驱动器12的输入端与波形检测器23的输出端之间连接有数字正交解调器24,所述数字驱动器12采用以FPGA为控制核心的数字驱动器;所述控制面板2 内安装有DSP处理器13,所述DSP处理器13的输出端连接有串口通信模块17,所述串口通信模块17包括中心站控制处理单元25,中心站控制处理单元25的输出端连接有中心站服务器 26,所述中心站服务器26的输出端连接有北斗卫星接收机27,所述DSP处理器13的通信数据端口与嵌入式处理器1，嵌入式处理器1还连接有数据存储器15和无线数据收发器16,所述无线数据收发器16的输出端连接有无线控制设备28,所述无线控制设备28与数据采集仪19 进行数据传输通信，所述嵌入式处理器1采用STM32内核的F103RE系列单片机，所述DSP处理器13采用TIC66X系列的处理芯片，所述数据存储器15采用W25TX16系列的TF存储卡。
[0020] 本发明的嵌入式处理器采用STM32F103RE，使用高性能的ARMCor-texTM-M332位的 RISC内核，工作最高频率可达72MHz，内置高速存储器(512K的Flash和64K的SRAM)，不需要使用专门的外部Flash或ROM固化代码，具有丰富I/O端口，以及六0(:、11(:、3?1、1'〇^1?、1^1^等模块，通过科学的复用可以满足应用需要。[〇〇21] 本发明采用的液晶显示屏由一块真彩液晶屏(240*320)和LCD控制器集成，IXD控制器位ILI9320,通过16位的8080总线与CPU进行数据交换，同时提供4线电阻采样端与触摸屏的A/D芯片ADS7843相连;CPU使用4个I/O端口，模拟SPI总线与触摸屏ADS7843进行通信； CPU通过IIC总线，与温湿度传感器STH1X进行通信。[〇〇22]本发明在软件上，系统采用“驱动层+GUI”的形式，即在底层硬件驱动的基础上，直接移植ucGUI图形用户接口。系统对实时性要求不高，且任务量相对较少，完全可以使用CPU 中的定时器和中断实现简单的任务调动；同时为了保证GPS信息的可视化显示，应该使用图形用户接口(GUI)，而ucGUI又是最合适本系统的，可为任何使用LCD图形显示的应用，提供高效的独立于处理器及LCD控制器的图形用户接口，可独立于操作系统，直接使用，支持丰富的图形库、字体和窗口管理器[〇〇23]本发明的工作原理:该基于嵌入式的北斗导航定位系统，通过设置北斗卫星接收模块，对各项指令进行初始化，同时对模块输出数据的端口和协议进行配置，使得主控制板集成度高，功耗低，满足北斗系统大规模应用的需求，设置卫星系统配置，接收机收到该指令后会自动复位，设置的开启卫星频点在复位后生效，并以STM32嵌入式微处理器为核心， 扩展了LCD、GPS模块、存储器、温湿度传感器和气压传感器，实现了对经炜度、高度、速度和温湿度信息的实时采集，根据用户需求，可对特定的应用领域进行精确化管理和科学预测。
[0024]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，包括嵌入式控制器(1)和控制面板(2)，所述 控制面板(2)的输出端连接有液晶显示屏(3)和遥感装置(4)，其特征在于:所述嵌入式控制 器(1)的输出端通过UART控制总线(5)连接有北斗星接收模块(6)，所述北斗星接收模块(6) 通过异步检测模块(7)与FPGA控制器(9)相连接，所述FPGA控制器(9)内安装有集成电路板 (8)，所述集成电路板(8)上焊接有多级检测电路，所述集成电路板(8)的输出端连接有温湿 度传感模块(10)，所述温湿度传感模块(10)的输出端通过IIC总线(14)连接到嵌入式控制 器(1)的输入端，所述温湿度传感模块(10)的输入端连接有信号调节电路(11)，所述信号调 节电路(11)的输出端连接有数字驱动器(12);所述控制面板(2)内安装有DSP处理器(13)， 所述DSP处理器(13)的通信数据端口与嵌入式处理器(1 )，嵌入式处理器(1)还连接有数据 存储器(15)和无线数据收发器(16)。2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述FPGA 控制器(9)包括时钟模块(30)和寄存器配置模块(18)，所述时钟模块(30)和寄存器配置模 块(18)的输入端均与电源管理模块(29)的输出端相连接。3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述温湿 度传感模块(1 〇)的输出端连接有数据采集仪(19)和USB电源(20)。4.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述信号 调节电路(11)包括比较放大器(21)，所述比较放大器(21)的输出端连接有带宽滤波器 (22)，所述带宽滤波器(22)的输出端连接有波形检测器(23)。5.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述数字 驱动器(12)的输入端与波形检测器(23)的输出端之间连接有数字正交解调器(24)，所述数 字驱动器(12)采用以FPGA为控制核心的数字驱动器。6.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述无线 数据收发器(16)的输出端连接有无线控制设备(28)，所述无线控制设备(28)与数据采集仪 (19)进行数据传输通信。7.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述DSP 处理器(13)的输出端连接有串口通信模块(17 )，所述串口通信模块(17)包括中心站控制处 理单元(25)，中心站控制处理单元(25)的输出端连接有中心站服务器(26)，所述中心站服 务器(26)的输出端连接有北斗卫星接收机(27)。8.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的北斗导航定位系统，其特征在于:所述嵌入 式处理器(1)采用STM32内核的F103RE系列单片机，所述DSP处理器(13)采用TIC66X系列的 处理芯片，所述数据存储器(15)采用W25TX16系列的TF存储卡。
【文档编号】G01S19/13GK106019315SQ201610575833
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】宋琪, 陈之典, 王威, 邓禹, 陈坤, 舒航, 邓松林, 徐盼盼
【申请人】芜湖航飞科技股份有限公司