一种面向智能界桩的信号发射器及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种面向智能界桩的信号发射器及控制方法，包括NB模组、人机交互接口、倾斜传感器、电平转换模块、供电模块；所述倾斜传感器以及调试接口通过电平转换模块与NB模组连接，按键、信号指示灯与NB模组连接。因此，本发明专利技术具有如下优点：1、能耗低，待机时间长。2、独立外观，易安装。3、集成度高。4、准实时，休眠时间可调节。5、易维修、成本可控。

【技术实现步骤摘要】
一种面向智能界桩的信号发射器及控制方法
本专利技术涉及一种信号发射器及控制方法，尤其是涉及一种面向智能界桩的信号发射器及控制方法。
技术介绍
随着GNSS定位技术、倾斜传感器、物联网技术的快速发展，使得对各种目标对象的位置、姿态监测变得越来越便捷。目前的监测技术有对目标的位置进行监测并发送相关信息到监测平台的GPS定位器，也有实现对目标的倾斜姿态进行监测的倾斜传感器。上述设备通常依赖于其他设备的连续供电，且需要配合使用才能实现对位置、姿态的同步检测，对监测对象的安装负担较大，且需要外接电源或太阳能等连续供电装置的配合。采用滚珠式倾斜传感器集成GPS定位芯片实现对固定倾斜阈值条件下的监测技术，即传感器的倾斜角度大于传感器的设计限值时则滚珠发生滚动，采用机械原理接通电路电源，唤醒电路上集成的GNSS模组、GPRS物联网通讯模组，按照协议数据格式，发送位置和当前已倾斜的数据信息。该方法对目标对象的监测精度取决于滚珠传感器的阈值，无法实现对不同倾斜状态下具体倾斜角度的获取。而同时由于采用了第一代物联网通讯技术GPRS的原因导致，发送信号时，设备消耗的能量较高，客观上加强了该方法生产装置对连续供电的依赖。在某些场景下，我们需要在不破坏被观测目标外观形状的前提下，不借助连续供电装置配合的情况下观测目标是否倾斜(超过我们设定的报警阈值，如10度)并知道其当前实际倾斜角度(如30度、45度)和实际坐标位置，上述方法则无法满足要求。或者需要多种监测手段的配合使用，对监测目标外观破坏较大，同时安装负担较大，电源供电要求较高；或者不能实现对具体倾斜角度、位置的同步获取。由此，专利技术一种低能耗、待机时间长，独立安装、不需要外部电源的配合，集成度高，可同时获取位置、倾斜角度数据信息的装置和方法，就是本专利技术的主要目标。
技术实现思路
本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种面向智能界桩的信号发射器，其特征在于，包括NB模组:获取所有用户数据，并根据设定时间控制信号发射器是否被唤醒或进入深度睡眠，同时根据设定时间获取倾斜角度数据，根据倾斜角度数据结果选择是否读取电池电压并推算电量以及获取GNSS坐标，并上传数据；人机交互接口:包括按键、信号指示灯和调试接口；用于用户查看、控制、修改终端内部数据；倾斜传感器:提供三轴加速度并计算倾斜角度；电平转换模块:匹配NB模组与外部器件引脚之间的电压；供电模块:为整个系统提供电源；所述倾斜传感器以及调试接口通过电平转换模块与NB模组连接，按键、信号指示灯与NB模组连接。在上述的一种面向智能界桩的信号发射器，所述NB模组为型号为ME3616G1A模组，以及同时与ME3616G1A模组连接的GNSS天线电路、复位电路、NB网络主天线接口电路、ME3616G1A模组、开机自启电路、SIM卡电路，所述SIM卡电路还连接有附带的防静电电路。在上述的一种面向智能界桩的信号发射器，所述GNSS天线电路的输出与ME3616G1A模组的24引脚连接，复位电路输出与ME3616G1A模组的17引脚连接，NB网络主天线接口电路输出与ME3616G1A模组的27引脚连接，开机自启电路输出与ME3616G1A模组的19引脚连接，SIM卡电路输出与ME3616G1A模组的12-15引脚连接。在上述的一种面向智能界桩的信号发射器，倾斜传感器的输出与ME3616G1A模组的36、37引脚连接，电平转换模块型号为TXS0108，电平转换模块的输出与ME3616G1A模组的1、2、9、10、34、35、36、37引脚连接。一种面向智能界桩的信号发射器的控制方法，其特征在于，包括：步骤1、系统进行外设初始化，并接入网络获取网络注册状态；随后获取启动模式以及被唤醒方式，当处于第一次启动时，获取所有用户数据，包括电量信息、GNSS坐标、倾斜角度以及IMEI码，并以与服务器协商好的协议生成数据包，然后终端申请与服务器建立连接，建立成功后发送数据包，发送成功后解除连接，一次数据发送成功后终端进入深度睡眠状态，耗电量降至最低；步骤2、ALARM定时器每隔设定时间唤醒一次终端，此时终端主动从倾斜传感器读取三轴加速度状态，并获取倾斜角，并根据当前倾斜角和上一次倾斜角的数据进行如下执行步骤：当倾斜角小于5度时，确定为倾斜无影响、设备正常，此时终端重新进入深度睡眠状态；当倾斜角度大于5度时且终端上一次倾斜角度小于5度、或者倾斜角小于5度且上一次倾斜状态大于5度，终端重新通过ADC读取电池电压并推算电量，以及获取GNSS坐标；步骤3、重复步骤2之后进入深度睡眠；并每隔设定时间重复检测一次。在上述的控制方法，步骤2中获取倾斜角的具体方法是：倾角计算通过ADXL345返回的三轴加速度值，测量静止物体的重力，重力反映在每个轴的分量为：Ax＝g*cos(a)Ay＝g*cos(b)Az＝g*cos(c)其中，a，b，c就是X,Y,Z轴与重力方向的夹角；三个分量的加速度值转换成以重力加速度为单位，则三个方向分量平方和为重力加速度G，GX2+GY2+GZ2＝G；将XY方向所确定的面定位测量正面，即XY平面与测量坡度面平行，则测量的倾角满足以下公式一：转换为获取公式为：Angle＝fabs(atan(accle_z/sqrt(accle_x*accle_x+accle_y*accle_y))*180/3.1416)，其中，accle_x，accle_y，accle_z分别表示传感器返回的XYZ三个方向的加速度值，Angle表示倾斜角度值.在上述的控制方法，步骤2中电量推算的具体方法是：电量EQ通过ADC采集的电压ADC_Voltage推算，定义电池电压标准为PV，电量用尽时电压为QV，则：转换为获取公式为：Voltage_now＝(1.0-(100P-(float)adc_voltage*3.0)/(100P-100Q))*100，其中，(float)adc_voltage表示把ADC采集的ADC_Voltage参数值转换为浮点型数值以方便运算，Voltage_now表示当前电量，相当于EQ。因此，本专利技术具有如下优点：1、能耗低，待机时间长。整个装置除在发射信号期间外，其他时间均保持深度睡眠，以极低功耗运行直到监测到异常被唤醒或定时唤醒，实现整个装置的连续续航时间长达4年。2、独立外观，易安装。采用干电池供电，独立包装。无需连续供电装置配合，降低了对安装环境的要求，保障了安装施工的便利性，对监测对象的外观没有显著影响。3、集成度高。采用兼容性良好的PCB主板集成MCU单元(含GNSS定位模组、物联网通讯模组)和倾角传感器等元器件，模块化设计，实现对位置、姿态参数的同时传输。4、准实时，休眠时间可调节。在电池能量有限的情况下，为延长待机时间采用设置深度休眠时间间隔(本专利技术中设置为15分钟)，自检是否发生倾斜以唤醒设备的控制方法，允许用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向智能界桩的信号发射器，其特征在于，包括/nNB模组:获取所有用户数据，并根据设定时间控制信号发射器是否被唤醒或进入深度睡眠，同时根据设定时间获取倾斜角度数据，根据倾斜角度数据结果选择是否读取电池电压并推算电量以及获取GNSS坐标，并上传数据；/n人机交互接口:包括按键、信号指示灯和调试接口；用于用户查看、控制、修改终端内部数据；/n倾斜传感器:提供三轴加速度并计算倾斜角度；/n电平转换模块:匹配NB模组与外部器件引脚之间的电压；/n供电模块:为整个系统提供电源；/n所述倾斜传感器以及调试接口通过电平转换模块与NB模组连接，按键、信号指示灯与NB模组连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向智能界桩的信号发射器，其特征在于，包括
NB模组:获取所有用户数据，并根据设定时间控制信号发射器是否被唤醒或进入深度睡眠，同时根据设定时间获取倾斜角度数据，根据倾斜角度数据结果选择是否读取电池电压并推算电量以及获取GNSS坐标，并上传数据；
人机交互接口:包括按键、信号指示灯和调试接口；用于用户查看、控制、修改终端内部数据；
倾斜传感器:提供三轴加速度并计算倾斜角度；
电平转换模块:匹配NB模组与外部器件引脚之间的电压；
供电模块:为整个系统提供电源；
所述倾斜传感器以及调试接口通过电平转换模块与NB模组连接，按键、信号指示灯与NB模组连接。


2.根据权利要求1所述的一种面向智能界桩的信号发射器，其特征在于，所述NB模组为型号为ME3616G1A模组，以及同时与ME3616G1A模组连接的GNSS天线电路、复位电路、NB网络主天线接口电路、ME3616G1A模组、开机自启电路、SIM卡电路，所述SIM卡电路还连接有附带的防静电电路。


3.根据权利要求1所述的一种面向智能界桩的信号发射器，其特征在于，所述GNSS天线电路的输出与ME3616G1A模组的24引脚连接，复位电路输出与ME3616G1A模组的17引脚连接，NB网络主天线接口电路输出与ME3616G1A模组的27引脚连接，开机自启电路输出与ME3616G1A模组的19引脚连接，SIM卡电路输出与ME3616G1A模组的12-15引脚连接。


4.根据权利要求1所述的一种面向智能界桩的信号发射器，其特征在于，倾斜传感器的输出与ME3616G1A模组的36、37引脚连接，电平转换模块型号为TXS0108，电平转换模块的输出与ME3616G1A模组的1、2、9、10、34、35、36、37引脚连接。


5.一种权利要求1所述的面向智能界桩的信号发射器的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1、系统进行外设初始化，并接入网络获取网络注册状态；随后获取启动模式以及被唤醒方式，当处于第一次启动时，获取所有用户数据，包括电量信息、GNSS坐标、倾斜角度以及IMEI码，并以与服务器协商好的协议生成数据包，然后终端申请与服务器建立连接，建立成功后发送数据包，发送成功后解除连接，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳鹏，李永刚，蒋爱华，钱小将，胡波，李峥，谭磊，叶玲，肖加强，陶彣君，李亚，韩俊，赵松，胡广志，芦潇，
申请(专利权)人：湖北省国土测绘院，
类型：发明
国别省市：湖北;42