航标卫星定位与遥测遥控装置制造方法及图纸

一种针对水上各种助航标志的定位跟踪与遥测遥控装置，该装置固定安装在航标上，通过ＧＰＳ全球卫星定位模块测量航标的经纬坐标和运动信息，通过传感接口电路测量航标的状态参数，这些信息通过ＧＳＭ数字蜂窝移动通信调制解调器发射到航标遥测遥控中心，当位移、漂移和状态异常时报警，管理人员可通过计算机直观地查询和操作，实现航标的定位跟踪和遥测遥控功能，解决了航标巡检维护问题。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

Navigation satellite positioning and telemetry remote control device

A variety of water for navigation marks the location tracking and telemetry remote control device, the device is fixed on the navigation mark, by latitude and longitude coordinates and motion information of GPS global satellite positioning navigation module measurement, through state parameter sensing interface circuit measurement navigation, the information transmitted to the remote control center through the GSM digital cellular mobile communication the modem, alarm when the displacement, drift and abnormal state, managers can through the computer directly query and operation, realize the navigation positioning and tracking telemetry and remote control functions, solve the navigation patrol maintenance problems. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水上助航标志的定位跟踪与遥测遥控装置，特别适用于管理部门(航道局、海事局等)对内河、湖泊和近海航道分布广泛的各种航标实行集中、全天候、高精度和实时远程定位测控。1.卫星通信费用高昂；数传电台需要自己建基站和申请频率，投资大，运营维护费高，覆盖面小，系统容量小，传输速度慢；遥测遥控发射设备耗电大，干扰强。2.大多数此类系统不具备精确定位功能，不能解决浮标的位移和漂失问题。同时本技术采用了GPS全球卫星定位技术对航标实施精确定位，实现了位移报警和漂失跟踪。技术方案本技术主要利用了GSM数字蜂窝移动通信技术、GPS全球卫星定位技术和GIS地理信息技术。首先由航标上安装的GPS接收机和各种传感器获得航标的状态信息，包括航标的经纬度、报警和各种工作参数，这些信息经单片机处理后通过航标上安装的GSM通信模块以GSM短信息方式发送给监控中心，监控中心计算机接收、处理和存储航标的信息，管理人员可通过网络在GIS电子地图上直观地查询和操作，实现航标的定位跟踪和遥测功能。另一方面监控中心也通过GSM通信系统将控制指令发送到航标的监控机上，实现遥控功能。应用效果采用本技术装置，航标管理人员在机房就可对航标的工作状况实现全天候、高精度、直观和随时随地的定位监控，航标出现故障时及时处理，保证航道畅通，还能大大节省航标的维护费用。同时，由于在航标上安装了GPS天线和接收机，能对航标实现全球卫星定位，解决了浮标的位移问题，当航标漂走时，在GSM覆盖区，不论漂移的距离有多远，都有可能找回丢失的航标。由于本技术采用GSM通信系统作为航标遥测遥控的无线传输平台，因此系统的容量、传输速率和监控的距离取决于GSM的容量、速度和覆盖面(GSM全国一个网络，容量大，传输速率大于9600波特率并且还在快速发展)，而采用VHF/UHF专网由于信道有限(一般为十几到二十个)，覆盖范围通常为十几公里，数据传输速度一般不超过2400波特率；用户还需要建设维护通信基站；终端设备耗电比GSM终端大(处在发射工作状态时VHF/UHF电台的工作电流为几安到十几安，GSM终端为几十到一百多毫安)；同时可靠性、联网性和扩充性也没有GSM好。图中，P1航标的供电系统，一般为电池或蓄电池P2航标灯控制器，为原来航标灯所配的电子闪光器和控制电路P3航标灯灯器UA本技术装置的主机系统U1微型处理器或称为单片机芯片，其主要管脚为EA/VPP 程序选择端WR 写信号RD 读信号A8-A17 10位地址总线ALE 地址锁存信号U2地址锁存器芯片，其主要管脚为LE 信号锁存使能端CE 常选中的片选信号A0-A7 8位地址总线U3译码器芯片，其主要管脚为A12-A17 6位地址线U4通用异步收发器UART芯片，其主要管脚为A0-A2 3位地址信号IOW 写信号端IOR 读信号端U5GSM调制解调模块，也称GSM模块，GSM调制解调器U6GPS接收板，也称GPS OEM板，GPS模块其它主要管脚VCC 电源端ANT VCC 天线电源端GND 接地端XTAL1，XTAL2晶振输入端D0-D7 8位数据总线TX，TXA，TXB，TXC，TXD 串口输出DX，RXA，RXB，RXC，RXD 串口输入INT0，INTA，INTB，INTC，INTD中断信号CSA，CSB，CSC 片选信号，通道选择信号ComA连接GSM调制解调模块(U5)的RS232串行通信接口ComB连接GPS接收板(U6)的RS232串行通信接口ComC连接航标灯控制器(P2)的RS232串行通信接口T5和T6分别是GSM天线和GPS天线C1，C2，C3，C4电解电容。2C1，2C2，5C1，5C2瓷介电容。N1，N2，N3，N4二极管Q1NPN三极管R1电阻2X1，5X1晶振具体实施方案在附图说明图1中，主机系统(UA)与GSM调制解调模块(U5)、GPS接收板(U6)、航标灯控制器(P2)分别通过RS232串行通信接口(ComA，ComB，ComC)连接，主机系统(UA)主要由单片机(U1)、锁存器(U2)、译码器(U3)、通用异步收发器(U4)等芯片及其它电路组成。GPS接收板(U6)与GPS天线(T6)连接，GPS天线(T6)安装在上方没有遮挡物的地方，接收GPS定位卫星的信号，GPS接收板(U6)将GPS定位信号解算成航标的经纬度数据，通过串口(ComB)传送到装置主机系统(UA)。航标灯控制器(P2)将航标灯灯器(P3)的工作参数和工作状态通过串口(ComC)传送到装置主机系统(UA)。航标的供电系统(P1)，一般为电池或蓄电池，为航标灯控制器(P2)、航标灯灯器(P3)和本系统提供直流电源。装置主机系统(UA)按照预先设置的时间将航标的经纬度数据、工作参数通过串口(ComA)发送到GSM调制解调模块(U5)，根据移动通信协议打包后通过连接的GSM天线(T5)发送到指定的监控中心。在图2中，单片机(U1)是系统的微处理器芯片，锁存器(U2)用于锁存来自单片机(U1)的地址信号，译码器(U3)将来自单片机(U1)的地址信号进行译码，决定某一时刻某一具体芯片的片选信号，通用异步收发器(U4)将并行数据转换成串行输出，也可将串行输入转换成并行数据输入到单片机(U1)。单片机(U1)的8位数据总线(D0-D7)和锁存器(U2)的8位输入端(D0-D7)、通用异步收发器(U4)的8位数据端(D0-D7)相连；单片机(U1)的高8位地址线(A10-A17)中的6位(A12-A17)和译码器(U3)的地址线(A12-A17)相连；单片机(U1)的读写信号线(WR和RD)分别和通用异步收发器(U4)信号读写相应引脚(IOR，IOW)相连，完成对通用异步收发器(U4)的读写操作；单片机(U1)的地址锁存信号端(ALE)连接到锁存器(U2)的信号锁存使能端(LE)；单片机(U1)的程序选择端(EA/VPP)与电源端(VCC)连接；单片机(U1)的晶振输入端(XTAL1、XTAL2)分别连接到晶振(2X1)的两端，并分别通过瓷介电容(2C1、2C2)与接地脚(GND)连接一起后接地。锁存器(U2)锁存的8位地址信号(A0-A7)中的3位(A0-A2)和通用异步收发器(U4)的3位地址线(A0-A2)相连，控制通用异步收发器(U4)的当前输入输出通道；锁存器(U2)的片选信号端(CE)接地从而常选中。译码器(U3)的片选信号(CSA，CSB，CSC)输出端分别和通用异步收发器(U4)的通道选择信号端(CSA，CSB，CSC)相连。通用异步收发器(U4)中的3个串口通道(TXA，RXA、TXB，RXB和TXC，RXC)分别和GSM调制解调器模块(U5)的串(RXD，TXD)、GPS接收板(U6)的串口(RXD，TXD)、航标灯控制器(P2)的串(RX，TX))相连，完成对GSM模块(U5)、GPS接收板(U6)和航标灯控制器(P2)的读写控制；通用异步收发器(U4)4个中断信号端(INTA，INTB，INTC，INTD)分别连接到4个二极管(N1，N2，N3，N4)，4个二极管(N1，N2，N3，N4)的另一端并联连接到NPN三极管(Q1)的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航标定位和遥测遥控装置，在装置的电路中，主机系统、ＧＰＳ全球卫星定位系统接收板、ＧＳＭ数字蜂窝移动通信调制解调器模块、航标灯控制器通过串口连接起来，其特征是：在装置主机系统中，单片机的数据总线和通用异步收发器的数据端相连，单片机高８位地址中的６位地址线和译码器地址线相连，锁存器的８位地址信号中的３位地址线和通用异步收发器的３位地址线相连，控制通用异步收发器的当前输入输出通道，单片机的信号读写线分别和通用异步收发器相应引脚相连，完成对通用异步收发器的读写操作，通用异步收发器中的３个串口通道分别和ＧＳＭ调制解调器模块、ＧＰＳ接收板的串口、航标灯控制器的串口相连，完成对ＧＳＭ模块、ＧＰＳ接收板和航标灯的数据和指令的读写控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华松，杨红玉，
申请(专利权)人：刘华松，杨红玉，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]