一种全站仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种全站仪，包括控制板和CPU接口电路板，所述控制板包括：CPU及用于与各子系统及单元连接的CPU接口电路板，内存，用于存储Android操作系统的闪存，所述子系统包括：测距子系统，测角子系统，倾斜度测量子系统，激光对点子系统，激光照准子系统，望远镜背光控制子系统，所述单元包括：电源管理单元和输入输出单元，CPU接口电路板对外提供外部通信接口和外部大容量存储器接口。本实用新型所述的全站仪，优化、改进全站仪的硬件结构，合理配置硬件模块，使其能够搭载android操作系统，实现了带有android操作系统的全站仪，操作性强，能耗低，具备APGS功能及语音功能，无线通信信号稳定，传输效率高。
【专利说明】一种全站仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测绘【技术领域】，具体说是一种全站仪。尤指带有android操作系统的全站仪。
【背景技术】
[0002]近几年，测绘市场上推出的新型全站仪(全站型电子速测仪)基本上都带有图形化的操作系统，主要操作系统有WINCE、VxWorks、UCGUI等等，其中带有WinCE操作系统的全站仪(简称为WinCE全站仪)占主导地位，WinCE操作系统是微软公司自行开发的嵌入式、移动计算平台。
[0003]以WinCE6.0操作系统为例，采用该平台开发的全站仪，其处理器为SamsungS3C6410，内核为ARM1176JZF-S，主频为533MHz/667MHz，设有液晶屏和3.5寸触摸屏。具体说:
[0004]S3C6410处理器通过IIC总线(集成电路总线)和外部中断获得按键信息；
[0005]通过CPU与测角板通信来获得相关测角、测距和控制信息；
[0006]通过内置的SD卡安装应用程序和存储数据；
[0007]通过串口(RS232等)、主从USB接口与外部设备(控制板等)交换数据；
[0008]通过CPU控制液晶屏和触摸屏；
[0009]通过ADC(模数变换器)获得系统电源状态信息。
[0010]采用WinCE6.0操作系统开发的全站仪在使用时:控制板通过RS232接口从测角测距系统获得角度数据、补偿数据、测距数据；通过GP1 口(通用输入/输出)控制激光下对点。控制板通过GP1 口控制测角测距系统供电电源开关。
[0011]基于WinCE6.0操作系统的软件开发采用模块化设计方式，在开发包的基础上，针对电子全站仪的硬件环境，进行操作系统的功能定制，在安装好系统并按向导创建自己的项目后，在VS2005 IDE的Catalog Items View面板中展开Core OS节点，根据需要进行底层驱动程序及相关机载程序的设计，编程语言为C++。
[0012]WinCE全站仪以图形化界面完成对全站仪的操作与控制，实现全站仪常规及高级测量应用程序，并以图形、文字等方式显示全站仪数据、信息等测量结果。但是，WinCE全站仪在推广使用的过程中，其不足之处也越来越明显。
[0013]第一，WinCE操作系统使用习惯和Windows类似，应用在仪器上操作性不强；
[0014]第二，WinCE操作系统可用的软件较少，较少人会开发兼容的软件，发展比较缓慢，用户不能自由进行二次开发；
[0015]第三，WinCE操作系统采用各种功能模块组合开发的方式，每个模块的功耗不考虑整体耗电，且单个模块的功耗已经确定，不能从底层进行优化；
[0016]第四，WinCE操作系统无APGS(辅助全球卫星定位系统)功能，无法快速准确的进行定位;
[0017]第五，WinCE操作系统对语音功能支持很弱，通话效果稳定性很差，导致无法进行语音通信；
[0018]第六，WinCE操作系统对无线通信技术(如蓝牙、wif1、3G)支持不好，通信带宽不足导致信息无法有效的实时通讯；
[0019]第七，WinCE全站仪能够实现拍照、录像等功能，但是由于无线通信功能差，与后台对接的稳定性差，只有通过数据线等方式回传，导致效率很低。
实用新型内容
[0020]针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种全站仪，优化、改进全站仪的硬件结构，合理配置硬件模块，使其能够搭载android操作系统，实现了带有android操作系统的全站仪，操作性强，能耗低，具备APGS功能及语音功能，无线通信信号稳定，传输效率高。
[0021]为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0022]一种全站仪，其特征在于，至少包括:控制板和CPU接口电路板，
[0023]所述控制板包括:
[0024]采用ARMC0RTEXTM-A8内核的CPU，用于数据处理及发布各子系统及单元的控制指令，
[0025]CPU通过CPU接口电路板与各子系统及单元连接，
[0026]至少512M DDR内存，用于程序运行中的数据存储，
[0027]至少512M NAND闪存，用于存储Android操作系统，
[0028]所述子系统包括:测距子系统，测角子系统，倾斜度测量子系统，激光对点子系统，激光照准子系统，望远镜背光控制子系统，
[0029]所述单元包括:电源管理单元和输入输出单元，
[0030]所述输入输出单元包括:若干输入按键，液晶显不屏和触摸屏，
[0031 ] CPU接口电路板对外提供外部通信接口和外部大容量存储器接口，
[0032]所述外部通信接口至少包括:HDMI接口、扬声器接口、蜂鸣器接口、USB2.0接口和RS232 串口，
[0033]所述外部大容量存储器接口至少包括:U盘接口和SD卡插槽，
[0034]SD卡用于存储数据和安装应用程序。
[0035]在上述技术方案的基础上，所述CPU的型号为Samsung S5PV210处理器。
[0036]在上述技术方案的基础上，所述若干输入按键包括:电源键，返回键，主页键，菜单键。
[0037]在上述技术方案的基础上，所述液晶显示屏为4.3寸IXD，分辨率为640*480。
[0038]在上述技术方案的基础上，CPU接口电路板通过RS232串口分别连接测距子系统、测角子系统，
[0039]CPU接口电路板通过IIC总线和外部中断获得按键信息。
[0040]在上述技术方案的基础上，CPU接口电路板上设有电源模块、按键模块和液晶模块。
[0041]在上述技术方案的基础上，电源模块包括:
[0042]开关电源芯片U1，型号为NDS9435A，
[0043]Ul的第5、6、7、8管脚接电容C1、C2的正极和电源VI，电容C1、C2的负极接地，
[0044]Ul的第1、2、3管脚接插头Jl及电源Vin，
[0045]电阻R5的一端接电源Vin，另一端接三极管Ql的集电极、跳线JLl的一端、Ul的第4管脚、二极管Dl的正极，
[0046]跳线JLl的另一端接地，
[0047]三极管Ql的基极接电阻R7的一端、电容C3的一端、电阻R8的一端，
[0048]电阻R7的另一端接PowerCtrl引脚，
[0049]电容C3的另一端、电阻R8的另一端均接三极管Ql的发射极，
[0050]三极管Ql的发射极接地，
[0051]二极管Dl的负极接二极管D2的负极、电源键P0EWEKEY，
[0052]二极管D2的正极接Power-1NT引脚、电阻R6的一端，
[0053]电阻R6的另一端接电源V2，
[0054]电源转换芯片U2，型号为LMl 117-3.3，
[0055]U2的第I管脚接电容C10、Cll的正极和电源VI，电容C10、Cll的负极接地，
[0056]U2的第3、5、6管脚接地，
[0057]U2的第4管脚接电容C4的正极、电源V2，
[0058]电容C4的负极接地，
[0059]电容C5与电容C4并联，
[0060]U2的第2管脚接电感LI的一端、二极管D3的负极，
[0061]电感LI的另一端接电容C4的正极，
[0062]二极管D3的正极接地，
[0063]电源转换芯片U3，型号为LM2596S-5，
[0064]U3的第3管脚接电容C6、C7的正极、电源V2，
[0065]U3的第2管脚接电容C8、C9的正极，电源V3，
[0066]电容C6、C7、C8、C9和U3的第I管脚均接地。
[0067]在上述技术方案的基础上，按键模块包括:
[0068]按键S1、S2、S3、S4，四个按键的一端分别接地，
[0069]按键SI的另一端接BACK引脚，
[0070]按键S2的另一端接HOME引脚，
[0071]按键S3的另一端接MENU引脚，
[0072]按键S4的另一端接P0WERKEY引脚，
[0073]BACK引脚还通过电阻Rl接电源V3，
[0074]HOME弓丨脚还通过电阻R2接电源V3，
[0075]MENU引脚还通过电阻R3接电源V3。
[0076]在上述技术方案的基础上，液晶模块包括:
[0077]液晶背光芯片U4，型号为MP1518，
[0078]U4的第I管脚接电感L2的一端、二极管D4的正极，
[0079]二极管D4的负极接电容C12的一端、LED+引脚，
[0080]电容C12的另一端接地，
[0081]U4的第2管脚接地，
[0082]U4的第3管脚接电阻R15的一端、电阻R16的一端，
[0083]电阻R15的另一端接电阻R13、R14的一端、LED-引脚，
[0084]电阻R13、R14的另一端接地，
[0085]电阻R16的另一端接电容C15的一端，
[0086]电容C15的另一端接地，
[0087]U4的第4管脚接电阻R12、R17的一端、
[0088]电阻R17的另一端接LCD_PWR引脚、BL_EN引脚，
[0089]U4的第5管脚接电阻R12的另一端、电感L2的另一端、电容C13、C14的正极、电源V2，
[0090]电容C13、C14的负极接地，
[0091]液晶背光亮度调节芯片U5，型号为STC12LE4052-12I，
[0092]U5的第I管脚接电阻R22的一端、电容C18的负极，
[0093]电阻R22的另一端接地，
[0094]U5的第20管脚接电容C18的正极、电源V3，
[0095]U5的第19管脚经电阻R18接LCD_PWR引脚，
[0096]U5的第17管脚经电阻R18接BL_EN引脚，
[0097]U5的第11管脚接电阻R21，
[0098]U5的第10管脚接地，
[0099]U5的第6管脚接电阻R19的一端，
[0100]电阻R19的另一端接电阻R20的一端、PWM引脚，
[0101]电阻R20的另一端接电源V3，
[0102]U5的第4管脚接晶振Yl的第2管脚，
[0103]U5的第5管脚接晶振Yl的第I管脚，
[0104]晶振Yl的第2管脚接电容C16的一端，
[0105]晶振Yl的第I管脚接电容C17的一端，
[0106]电容C16、C17的另一端接地。
[0107]本实用新型所述的全站仪，优化、改进全站仪的硬件结构，合理配置硬件模块，使其能够搭载android操作系统，实现了带有android操作系统的全站仪，操作性强，能耗低，具备APGS功能及语音功能，无线通信信号稳定，传输效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0108]本实用新型有如下附图:
[0109]图1硬件系统框图，
[0110]图2 CPU接线框图，
[0111]图3电源模块原理图，
[0112]图4按键模块原理图，
[0113]图5液晶模块原理图。
【具体实施方式】
[0114]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0115]Android操作系统是目前最为流行的一款开放源代码的操作系统，软件开发数量越来越大，接口绚丽，用户体验较好，系统设计及操作理念上都很有前途，Android操作系统应用于全站仪将会给全站仪操作带来飞跃式的变化，能够有效解决WinCE全站仪的不足之处，满足用户的使用需求，其个性化的的操作体验也将是全站仪未来发展的一个重要方向。现有全站仪的硬件结构及硬件模块配置不能满足Android操作系统的安装及发挥其优势，因此有必要优化、改进全站仪的硬件结构，合理配置硬件模块，使其能够搭载android操作系统
[0116]如图1、2所示，本实用新型所述的全站仪，至少包括:控制板和CPU接口电路板，
[0117]如图1所示，所述控制板包括:
[0118]Samsung S5PV210 处理器(CPU)，其采用 ARMC0RTEXTM-A8 内核，主频 IGHz，用于数据处理及发布各子系统及单元的控制指令，
[0119]所述S5PV210处理器(CPU)通过CPU接口电路板与各子系统及单元连接，
[0120]512M DDR内存，用于程序运行中的数据存储，
[0121]512M NAND闪存，用于存储Android操作系统，
[0122]所述子系统包括:测距子系统，测角子系统，倾斜度测量子系统(倾斜传感器)，激光对点子系统，激光照准子系统，望远镜背光控制子系统，各子系统均可按现有技术实施，不再逐一详述，
[0123]所述单元包括:电源管理单元和输入输出单元，
[0124]所述输入输出单元包括:若干输入按键，液晶显不屏和触摸屏，
[0125]如图1、2所示，CPU接口电路板对外提供外部通信接口和外部大容量存储器接口，
[0126]所述外部通信接口至少包括:HDMI接口、扬声器接口、蜂鸣器接口、USB2.0接口和RS232 串口，
[0127]所述外部大容量存储器接口至少包括:U盘接口和SD卡插槽，
[0128]SD卡用于存储数据和安装应用程序。
[0129]本实用新型所述全站仪可以通过显示屏、USB设备接口、U盘或RS232串口，通过人性化的交互接口，实现电子全站仪角度数据、距离数据、坐标数据、图形数据的解释与表达，并实现与外部设备进行数据交流。Android操作系统应用于全站仪将会给全站仪操作带来飞跃式的变化，能够有效解决WinCE全站仪的上述不足之处，满足用户的使用需求，其个性化的的操作体验也将是全站仪未来发展的一个重要方向。
[0130]在上述技术方案的基础上，所述若干输入按键包括:电源键P0EWEKEY，返回键BACK，主页键HOME，菜单键MENU。
[0131]在上述技术方案的基础上，所述液晶显示屏为4.3寸IXD，分辨率为640*480。
[0132]在上述技术方案的基础上，CPU接口电路板通过RS232串口分别连接测距子系统、测角子系统，
[0133]CPU接口电路板通过IIC总线和外部中断获得按键信息。
[0134]在上述技术方案的基础上，CPU接口电路板上设有电源模块、按键模块和液晶模块，其中:
[0135]如图3所示，电源模块包括:
[0136]开关电源芯片U1，型号为NDS9435A，
[0137]Ul的第5、6、7、8管脚接电容C1、C2的正极和电源VI，电容C1、C2的负极接地，
[0138]Ul的第1、2、3管脚接插头Jl及电源Vin，
[0139]电阻R5的一端接电源Vin，另一端接三极管Ql的集电极、跳线JLl的一端、Ul的第4管脚、二极管Dl的正极，
[0140]跳线JLl的另一端接地，
[0141]三极管Ql的基极接电阻R7的一端、电容C3的一端、电阻R8的一端，
[0142]电阻R7的另一端接PowerCtrl引脚，
[0143]电容C3的另一端、电阻R8的另一端均接三极管Ql的发射极，
[0144]三极管Ql的发射极接地，
[0145]二极管Dl的负极接二极管D2的负极、电源键P0EWEKEY，
[0146]二极管D2的正极接Power-1NT引脚、电阻R6的一端，
[0147]电阻R6的另一端接电源V2，
[0148]电源转换芯片U2，型号为LM1117-3.3，
[0149]U2的第I管脚接电容C10、C11的正极和电源VI，电容C10、C11的负极接地，
[0150]U2的第3、5、6管脚接地，
[0151]U2的第4管脚接电容C4的正极、电源V2，
[0152]电容C4的负极接地，
[0153]电容C5与电容C4并联，
[0154]U2的第2管脚接电感LI的一端、二极管D3的负极，
[0155]电感LI的另一端接电容C4的正极，
[0156]二极管D3的正极接地，
[0157]电源转换芯片U3，型号为LM2596S-5，
[0158]U3的第3管脚接电容C6、C7的正极、电源V2，
[0159]U3的第2管脚接电容C8、C9的正极，电源V3，
[0160]电容C6、C7、C8、C9和U3的第I管脚均接地。
[0161]如图4所示，按键模块包括:
[0162]按键S1、S2、S3、S4，四个按键的一端分别接地，
[0163]按键SI的另一端接BACK引脚，
[0164]按键S2的另一端接HOME引脚，
[0165]按键S3的另一端接MENU引脚，
[0166]按键S4的另一端接P0WERKEY引脚，
[0167]BACK引脚还通过电阻Rl接电源V3，
[0168]HOME弓丨脚还通过电阻R2接电源V3，
[0169]MENU引脚还通过电阻R3接电源V3。
[0170]如图5所示，液晶模块包括:
[0171]液晶背光芯片U4，型号为MP1518，
[0172]U4的第I管脚接电感L2的一端、二极管D4的正极，
[0173]二极管D4的负极接电容C12的一端、LED+引脚，
[0174]电容C12的另一端接地，
[0175]U4的第2管脚接地，
[0176]U4的第3管脚接电阻R15的一端、电阻R16的一端，
[0177]电阻R15的另一端接电阻R13、R14的一端、LED-引脚，
[0178]电阻R13、R14的另一端接地，
[0179]电阻R16的另一端接电容C15的一端，
[0180]电容C15的另一端接地，
[0181]U4的第4管脚接电阻R12、R17的一端、
[0182]电阻R17的另一端接LCD_PWR引脚、BL_EN引脚，
[0183]U4的第5管脚接电阻R12的另一端、电感L2的另一端、电容C13、C14的正极、电源V2，
[0184]电容C13、C14的负极接地，
[0185]液晶背光亮度调节芯片U5，型号为STC12LE4052-12I，
[0186]U5的第I管脚接电阻R22的一端、电容C18的负极，
[0187]电阻R22的另一端接地，
[0188]U5的第20管脚接电容C18的正极、电源V3，
[0189]U5的第19管脚经电阻R18接LCD_PWR引脚，
[0190]U5的第17管脚经电阻R18接BL_EN引脚，
[0191]U5的第11管脚接电阻R21，
[0192]U5的第10管脚接地，
[0193]U5的第6管脚接电阻R19的一端，
[0194]电阻R19的另一端接电阻R20的一端、PWM引脚，
[0195]电阻R20的另一端接电源V3，
[0196]U5的第4管脚接晶振Yl的第2管脚，
[0197]U5的第5管脚接晶振Yl的第I管脚，
[0198]晶振Yl的第2管脚接电容C16的一端，
[0199]晶振Yl的第I管脚接电容C17的一端，
[0200]电容C16、C17的另一端接地。
[0201 ]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种全站仪，其特征在于，至少包括:控制板和CPU接口电路板， 所述控制板包括: 采用ARMC0RTEXTM-A8内核的CPU，用于数据处理及发布各子系统及单元的控制指令， CPU通过CPU接口电路板与各子系统及单元连接， 至少512M DDR内存，用于程序运行中的数据存储， 至少512M NAND闪存，用于存储Android操作系统， 所述子系统包括:测距子系统，测角子系统，倾斜度测量子系统，激光对点子系统，激光照准子系统，望远镜背光控制子系统， 所述单元包括:电源管理单元和输入输出单元， 所述输入输出单元包括:若干输入按键，液晶显示屏和触摸屏， CPU接口电路板对外提供外部通信接口和外部大容量存储器接口， 所述外部通信接口至少包括:HDMI接口、扬声器接口、蜂鸣器接口、USB2.0接口和RS232 串口， 所述外部大容量存储器接口至少包括:U盘接口和SD卡插槽， SD卡用于存储数据和安装应用程序。
2.如权利要求1所述的全站仪，其特征在于:所述CPU的型号为SamsungS5PV210处理器。
3.如权利要求1所述的全站仪，其特征在于:所述若干输入按键包括:电源键，返回键，主页键，采单键。
4.如权利要求1所述的全站仪，其特征在于:所述液晶显示屏为4.3寸LCD，分辨率为640*480 ο
5.如权利要求1所述的全站仪，其特征在于:CPU接口电路板通过RS232串口分别连接测距子系统、测角子系统， CPU接口电路板通过IIC总线和外部中断获得按键信息。
6.如权利要求1所述的全站仪，其特征在于:CPU接口电路板上设有电源模块、按键模块和液晶模块。
7.如权利要求6所述的全站仪，其特征在于:电源模块包括: 开关电源芯片U1，型号为NDS9435A， Ul的第5、6、7、8管脚接电容C1、C2的正极和电源VI，电容Cl、C2的负极接地， Ul的第1、2、3管脚接插头Jl及电源Vin， 电阻R5的一端接电源Vin，另一端接三极管Ql的集电极、跳线JLl的一端、Ul的第4管脚、二极管Dl的正极， 跳线几I的另一端接地， 三极管Ql的基极接电阻R7的一端、电容C3的一端、电阻R8的一端， 电阻R7的另一端接PowerCtrl引脚， 电容C3的另一端、电阻R8的另一端均接三极管Ql的发射极， 三极管Ql的发射极接地， 二极管Dl的负极接二极管D2的负极、电源键P0EWEKEY， 二极管D2的正极接Power-1NT引脚、电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电源V2，电源转换芯片U2，型号为LMl 117-3.3，U2的第I管脚接电容C1、Cll的正极和电源VI，电容C1、Cll的负极接地，U2的第3、5、6管脚接地，U2的第4管脚接电容C4的正极、电源V2，电容C4的负极接地，电容C5与电容C4并联，U2的第2管脚接电感LI的一端、二极管D3的负极，电感LI的另一端接电容C4的正极，二极管D3的正极接地，电源转换芯片U3，型号为LM2596S-5，U3的第3管脚接电容C6、C7的正极、电源V2，U3的第2管脚接电容C8、C9的正极，电源V3，电容C6、C7、C8、C9和U3的第I管脚均接地。
8.如权利要求6所述的全站仪，其特征在于:按键模块包括:按键S1、S2、S3、S4，四个按键的一端分别接地，按键SI的另一端接BACK引脚，按键S2的另一端接HOME引脚，按键S3的另一端接MENU引脚，按键S4的另一端接P0WERKEY引脚，BACK引脚还通过电阻Rl接电源V3，HOME引脚还通过电阻R2接电源V3，MENU引脚还通过电阻R3接电源V3。
9.如权利要求6所述的全站仪，其特征在于:液晶模块包括:液晶背光芯片U4，型号为MP1518，U4的第I管脚接电感L2的一端、二极管D4的正极，二极管D4的负极接电容C12的一端、LED+引脚，电容C12的另一端接地，U4的第2管脚接地，U4的第3管脚接电阻R15的一端、电阻R16的一端，电阻R15的另一端接电阻R13、R14的一端、LED-引脚，电阻R13、R14的另一端接地，电阻R16的另一端接电容C15的一端，电容C15的另一端接地，U4的第4管脚接电阻R12、R17的一端、电阻R17的另一端接LCD_PWR引脚、BL_EN引脚，U4的第5管脚接电阻R12的另一端、电感L2的另一端、电容C13、C14的正极、电源V2，电容C13、C14的负极接地，液晶背光亮度调节芯片U5，型号为STC12LE4052-12I，U5的第I管脚接电阻R22的一端、电容C18的负极，电阻R22的另一端接地，U5的第20管脚接电容C18的正极、电源V3，U5的第19管脚经电阻R18接LCD_PWR引脚，U5的第17管脚经电阻R18接BL_EN引脚，U5的第11管脚接电阻R21，U5的第10管脚接地，U5的第6管脚接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接电阻R20的一端、PWM引脚，电阻R20的另一端接电源V3，U5的第4管脚接晶振Yl的第2管脚，U5的第5管脚接晶振Yl的第I管脚，晶振Yl的第2管脚接电容C16的一端，晶振Yl的第I管脚接电容C17的一端，电容C16、C17的另一端接地。
【文档编号】G08C17/02GK204202602SQ201420650513
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】邢亚兰, 刘德斌, 吴鸣剑, 郑慧, 张春明, 杨大兵, 崔露, 王晶, 郭宝珠 申请人:北京博飞仪器有限责任公司