一种定位终端的制作方法

本实用新型涉及定位技术领域，特别是指一种定位终端。

背景技术：

当前赛鸽比赛防作弊方案，主要是基于定位模块，对赛鸽的飞行轨迹进行记录，从而由裁判判定赛鸽比赛中是否有作弊现象。而赛鸽的定位数据，主要有两种上传方式，第一种是非实时上传方式，即赛鸽比赛中，定位信息保存在终端上，待赛鸽归巢后，再通过专业设备导出数据，从而查看赛鸽飞行轨迹。这种模式由于只定位、不上传，所以消耗的能量较少，缺点主要是数据上传不及时，比赛中无法查看赛鸽的飞行状态，一切数据都要等比赛后才能获得。第二种是实时上传方式，即赛鸽在比赛中的定位数据，通过无线网络实时上传到平台，这样人们可以第一时间了解到赛鸽的飞行状况。这种模式实时性好，但由于要发送数据，所以需要消耗较多的能量，定位鸽环由于重量和体积限制，导致电池容量都比较小，因此这种实时上传的模式，一般工作时间都比较短。

现有的实时上传方案，如果想增加终端的工作时间，主要是通过增加电池容量来实现的，比如采用分体式方案，将定位模块与上传模块分开，这样做成两部分产品，每一部分都可以配一个电池。但这样做的缺点是鸽环总体重量会增加，对赛鸽是个负担，会影响赛鸽的飞行速度，而且分体式设计还要考虑两部分之间的信息传递问题，设计起来比较复杂。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定位终端，定位功能和上传功能都由一个芯片来完成。集成度高，可以降低终端的总重量，同时能量消耗也低；另一个是信息都在芯片内部传输，保证了数据传输的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种定位终端，包括：

定位及通讯模块；

与所述定位及通讯模块电连接的天线模块；

与所述天线模块电连接的时钟模块；

与所述定位及通讯模块、所述天线模块以及所述时钟模块电连接的电源模块。

可选的，所述定位及通讯模块集成于一个芯片中。

可选的，所述天线模块包括：定位天线以及通信天线。

可选的，定位终端还包括：射频收发芯片，分别与所述芯片、所述定位天线和所述通信天线电连接。

可选的，所述定位天线为接收全球定位系统gps卫星信号、北斗卫星信号、全球卫星导航系统glonass卫星信号中的至少一种卫星信号的定位天线。

可选的，所述时钟模块包括至少一个定时器，所述定时器与定位及通讯模块电连接。

可选的，所述电源模块包括：电池，以及与电池电连接的充电管理芯片以及电池保护芯片。

可选的，所述充电管理芯片包括：用于检测电池的电压参考值的电压检测器；

所述射频收发芯片包括：用于检测射频收发信号的强度的信号强度检测器；

所述电压检测器检测到所述电压参考值小于一预设电压值且所述信号强度检测器检测到射频收发信号的强度小于一预设信号强度值时，控制所述射频收发芯片处于休眠状态；

所述电压检测器检测到所述电压参考值小于一预设电压值，且所述信号强度检测器检测到射频收发信号的强度大于或者等于一预设信号强度值时，控制所述射频收发芯片降低发射功率；

所述电压检测器检测到所述电压参考值大于或者等于一预设电压值，且所述信号强度检测器检测到所述射频收发信号小于一预设信号强度值，或者所述电压参考值大于或者等于一预设电压值，且所述射频收发信号大于或者等于一预设信号强度值时，控制所述射频收发芯片正常发送数据。

本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：

本实用新型的上述方案，定位终端包括定位及通讯模块；与所述定位及通讯模块电连接的天线模块；与所述天线模块电连接的时钟模块；与所述定位及通讯模块、所述天线模块以及所述时钟模块电连接的电源模块。定位功能和上传功能都由一个芯片来完成。集成度高，可以降低终端的总重量，同时能量消耗也低；另一个是信息都在芯片内部传输，保证了数据传输的可靠性。并从大量测试数据中，提炼出电池电压、信号强度等参数的模型，在每一次数据上传操作前，先对当前的电池电压和接收信号强度进行判定，然后给出此次的工作方案。这样就可以在同样电池容量的情况上，延长终端的工作时间，保证定位数据的完整性。

附图说明

图1是本实用新型的定位终端的整体架构示意图；

图2是本实用新型的射频收发芯片与天线模块以及主芯片的连接关系示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实用新型的实施例提出一种定位终端，包括：

定位及通讯模块200；与所述定位及通讯模块200电连接的天线模块300；与所述天线模块300电连接的时钟模块400；与所述定位及通讯模块200、所述天线模块300以及所述时钟模块400电连接的电源模块100。所述定位及通讯模块200集成于一个芯片中，例如图2中的主芯片。

本实用新型的该实施例，定位功能和上传功能都由一个芯片来完成。集成度高，可以降低终端的总重量，同时能量消耗也低；另一个是信息都在芯片内部传输，保证了数据传输的可靠性。并从大量测试数据中，提炼出电池电压、信号强度等参数的模型，在每一次数据上传操作前，先对当前的电池电压和接收信号强度进行判定，然后给出此次的工作方案。这样就可以在同样电池容量的情况上，延长终端的工作时间，保证定位数据的完整性。

本实用新型的一可选的实施例中，定位及通讯模块200负责在赛鸽飞行过程中，每隔一定时间进行一次定位操作，并将该定位信息上传到后端平台。定位信息不仅包含赛鸽当时的经纬度信息，还包含赛鸽当时的飞行速度、飞行方向、飞行高度等，让参赛选手和裁判可以通过平台实时查看赛鸽的飞行状态。

本实用新型的一可选的实施例中，所述天线模块300包括：定位天线以及通信天线。天线模块300单元分为两部分，一部分为定位天线，负责接收卫星信号，并将信号传送给定位模块用来解析当前位置。另一部分为通信天线，负责将定位信息发送到平台，同时接收平台下发的各种配置信息。

本实用新型的一可选的实施例中，如图2所示，定位终端还包括：射频收发芯片，分别与所述芯片、所述定位天线和所述通信天线电连接。在终端每次发送数据前，终端会与当地基站进行交互，获取当地的信号强度值csq，一旦csq值<15，则判定该地区信号条件不好。终端射频电路框图如下所示，主要工作流程如下：主芯片与射频收发芯片通信，控制射频收发芯片发射信号与当前周边基站建立连接，射频收发芯片通过接收到的基站发来的信号，可以得到终端此时的接收信号强度rssi，有了rssi值，就可以计算出csq值了，csq＝(rssi+113)/2。

本实用新型的一可选的实施例中，所述定位天线为接收全球定位系统gps卫星信号、北斗卫星信号、全球卫星导航系统glonass卫星信号中的至少一种卫星信号的定位天线。

本实用新型的一可选的实施例中，所述时钟模块包括至少一个定时器，所述定时器与定位及通讯模块电连接。时钟模块400负责给系统提供稳定的时钟信号，用于系统计时操作，包括每次定位时间和上传时间的计时，以及每次工作完成后的睡眠时间的计时。

本实用新型的一可选的实施例中，所述电源模块包括：电池，以及与电池电连接的充电管理芯片以及电池保护芯片。电源模块100负责给整个系统供电，由于定位信息上传需要通过2g网络，瞬态电流较大，因此供电方面选用的是可充电锂电池，锂电池具有比镍氢电池更大的能量密度，同样质量下，具有更多的能量，同时，锂电池可以在瞬间提供较大的电流，满足系统使用。锂电池在正常使用中，可以完成上百次的循环充放电，满足终端用户反复使用的需求。

本实用新型的一可选的实施例中，所述充电管理芯片包括：用于检测电池的电压参考值的电压检测器；

所述射频收发芯片包括：用于检测射频收发信号的强度的信号强度检测器；

所述电压检测器检测到所述电压参考值小于一预设电压值且所述信号强度检测器检测到射频收发信号的强度小于一预设信号强度值时，控制所述射频收发芯片处于休眠状态；

所述电压检测器检测到所述电压参考值小于一预设电压值，且所述信号强度检测器检测到射频收发信号的强度大于或者等于一预设信号强度值时，控制所述射频收发芯片降低发射功率；

所述电压检测器检测到所述电压参考值大于或者等于一预设电压值，且所述信号强度检测器检测到所述射频收发信号小于一预设信号强度值，或者所述电压参考值大于或者等于一预设电压值，且所述射频收发信号大于或者等于一预设信号强度值时，控制所述射频收发芯片正常发送数据。

具体的，上述实施例的具体实现过程中，赛鸽比赛整体工作流程如下：赛鸽比赛开始前，赛会组织者会根据比赛距离的远近，并结合定位鸽环的工作时长，配置鸽环的唤醒时间间隔。鸽环每次按照预定的时间唤醒后进行定位，定位后将数据上传平台，然后就进入休眠模式，待到下一次唤醒时间到来时，再自动唤醒，然后完成定位及上传操作。如此周期性的工作，直到比赛结束后，由组织者统一回收鸽环终端并关机，结束本此操作。下面详细讲解每部分模块的工作流程。

1、供电流程：电源模块100负责给整个系统提供电能。电源模块100还包含充电管理芯片，可以在外接电源的情况下，完成对电池的充电操作。同时，电池配有保护芯片，可对过充、过放、短路等异常情况进行保护，确保系统的稳定运行。

2、数据获取：定位及通讯模块200首先进行定位操作。从天线模块300处获取卫星信号，包括gps卫星信号、北斗卫星信号、glonass卫星信号等，同时通过时钟模块400开始计时，若在1分钟内获取到足够多的卫星信号，则认为定位成功，反之，认为定位失败，并结束定位操作。

3、数据发送：定位及通讯模块200上传的信息分两种情况，第一种为定位成功的情况，此时上传的信息包括赛鸽的位置信息、飞行速度、高度、方向以及终端接收到的信号强度、电池电量等。第二种为定位失败的情况，此时上传的信息将不包括赛鸽的位置信息、飞行速度、高度和方向，只有终端接收到的信号强度和电池电量等。

在终端每次上报信息前，都会先检测一下本地电池电压及接收到的信号强度，根据之前的实验情况，在电池电压较低，且接收到的信号较弱的情况下，会有比较大的概率出现终端掉电关机的情况。原因是终端在进行信号发射的时候，需要的瞬间电流较大，有时能达到2a，而电池在提供如此大电流的情况下，电压下降很明显，尤其是在电池电压较低的情况下，此时系统电压可能跌落到3v或以下，这已经低于了芯片的正常工作电压，终端此时就可能出现类似“拔电池”似的掉电关机现象。

因为终端采用的是按键开机，关机后需要手动触发才能开机工作，因此如果在比赛中出现掉电关机的情况，则无法实现终端再次开机，那么后面将无法再进行任何操作，定位信息也将出现丢失。

为解决这种情况，终端每次发送数据分如下几步进行：

(1)检测电池电压。终端在每次唤醒后，会以100ms为间隔读取电池电压，总共读取10次，计算平均值，以平均值作为此时的电池电压参考值。若读取到的电池电压值<3.6v，则判定此时电池电压较低。

(2)检测接收信号强度。在每次发送数据前，终端会与当地基站进行交互，获取当地的信号强度值csq，一旦csq值<15，则判定该地区信号条件不好。终端射频电路框图如下所示，主要工作流程如下：主芯片与射频收发芯片通信，控制射频收发芯片发射信号与当前周边基站建立连接，射频收发芯片通过接收到的基站发来的信号，可以得到终端此时的接收信号强度rssi，有了rssi值，就可以计算出csq值了，csq＝(rssi+113)/2。

(3)若同时满足(1)、(2)两种情况，则认为此时若继续发送数据，就可能出现掉电关机现象。终端将放弃此次发送操作，直接进入睡眠状态。因赛鸽是在运动中的，所以待到下次唤醒时，可能信号条件就变好了。

(4)若满足(1)而不满足(2)，说明此时终端电池电压低，但此地信号条件良好，这时终端会采取降低发射功率的方法进行数据传输。因为降低发射功率，终端发射时所需的电流就会降低，因此不会出现掉电关机的情况。

(5)若不满足(1)而满足(2)，或(1)、(2)都不满足，则认为此时发送数据，不会出现掉电关机现象，终端正常发送数据到平台。同时，在此次数据发送结束后，会检测一下本地有没有因之前条件不满足而未能上传的数据，若有，则继续补传之前的数据到平台。

增加这种发送数据前的预判操作和降低发射功率的操作，可以有效解决赛鸽比赛后半程定位数据丢失的问题。根据之前的经验，现有定位鸽环因没有进行预判和降低发射功率的功能，只是每次唤醒后都重复进行同样的操作，导致在比赛后期，电池电压较低的情况下，很容易出现赛鸽飞经弱信号地区后，之后的定位信息就丢失了。经过分析，就是由于在弱信号地区，终端发射功率大，消耗电流大，导致电池电压迅速跌落，瞬间低于了芯片正常工作电压，使得终端出现掉电关机的现象了。

4.工作计时：时钟模块400负责为定位及通讯模块200提供时钟信号。这样芯片在执行每一个操作时，都有一个超时时间，一旦超过时间还未完成该任务(比如定位任务和上传任务)，则判定超时，强制退出流程进入下一步骤。这样做，主要是考虑不要让终端在某一个环节出现卡死现象，从而浪费了宝贵的电能，以此来延长终端的工作时间。

本实用新型的上述实施例，终端在每次上传数据前，先进行电池电压与信号强度的判定，对应采取合适的操作，使得终端不会出现中途掉电关机的情况，延长了终端的工作时间。

采用gprs进行数据传输，可以让参赛选手实时获取到赛鸽的飞行状态信息，也可以让裁判员及时地判定比赛中是否存在作弊现象。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。