北斗短信车辆定位仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种北斗短信车辆定位仪，主要解决了现有技术中存在的定位仪安全性和可靠性有限，不能满足实际需求的问题。该北斗短信车辆定位仪，包括ATMELAVR单片机控制电路，分别与ATMELAVR单片机相连的电源管理电路、卫星定位电路、启动/熄火信号检测电路、防死机看门狗电路、串口转换电路和短信通讯电路，与卫星定位电路相连的卫星接收天线，均与短信通讯电路相连的GSM天线和GSM卡，连接于电源和电源管理电路之间的稳压电路。通过上述方案，本实用新型达到了安全可靠、扩展性较高的目的，具有很高的实用价值和推广价值。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种定位仪，具体地说，是涉及一种适用于车辆的北斗短信车辆 定位仪。 北斗短信车辆定位仪
【背景技术】
[0002] 目前，GPS定位已广泛应用于各行各业和人们的日常生活中，市面上所开发和销售 的车辆定位设备主要是采用美国GPS卫星定位或GPS+北斗混合定位模式。采用这两种方 式实现远程车辆监控时，需要将其定位信息通过互联网的连接传送到地图服务器，才能供 客户端使用。这种模式限制了其运用范围，安全性和可靠性有限。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种北斗短信车辆定位仪，主要解决现有技术中存在 的定位仪安全性和可靠性有限，不能满足实际需求的问题。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0005] 北斗短信车辆定位仪，包括ATMEL AVR单片机控制电路，分别与ATMEL AVR单片机 相连的电源管理电路、卫星定位电路、启动/熄火信号检测电路、防死机看门狗电路、串口 转换电路和短信通讯电路，与卫星定位电路相连的卫星接收天线，均与短信通讯电路相连 的GSM天线和GSM卡，连接于电源和电源管理电路之间的稳压电路。
[0006] 具体地说，所述稳压电路包括均连接于电源和电源管理电路之间的5V稳压电路、 3. 3V稳压电路和3. 6V稳压电路。
[0007] 进一步地，所述ATMEL AVR单片机控制电路包括ATMEGA64芯片，均与ATMEGA64芯 片相连的存储电路和时钟电路。
[0008] 所述卫星定位电路包括与ATMEL AVR单片机相连的UM220芯片，并联后连接于 UM220芯片的VCC脚与地之间的电容C1和电容C2。
[0009] 更近一步地，所述短信通讯电路采用与ATMEL AVR单片机相连的SM900A作为通 讯芯片。
[0010] 具体地说，所述防死机看门狗电路包括与ATMEL AVR单片机相连的ATMEGA88芯 片，连接于ATMEGA88芯片的PB6脚和PB7脚之间的晶体管Y1，连接于ATMEGA88芯片的 PB6脚与地之间的电容C3,连接于ATMEGA88芯片的PB7脚与地之间的电容C4,均连接于 ATMEGA88芯片的RESET脚与地之间的二极管D1和电容C5,连接于ATMEGA88芯片的RESET 脚与电源之间的电阻R2, 一端连接于ATMEGA88芯片的PC0脚、另一端通过发光二极管D2接 地的电阻R1。
[0011] 本实用新型中，所述电源管理电路包括由NE555构成的单稳态触发电路和与 NE555相连的由HK4100F构成的继电器驱动电路，所述单稳态触发电路包括并联后连接于 NE555的触发脚T和复位脚R之间的二极管D3和电阻R3,串联后连接于NE555的触发脚T 和复位脚R之间的电容C6和电阻R4，集电极连接于电阻R4和电容C6之间、发射极接地、基 极连接有电阻R11的三极管Q1，基极通过电阻R6连接于NE555的输出脚、发射极与HK4100F 相连的三极管Q2,集电极与三极管Q2的集电极相连、发射极接地的三极管Q3,并联后连接 于三极管Q3的基极与地之间的电容C9和电阻R7,串联后连接于ATMEGA64芯片的PG4脚 与三极管Q3的基极之间的电阻R8和二极管D5,串联后连接于ATMEGA64芯片的PG3脚与 三极管Q3的基极之间的电阻R9和二极管D6,所述电阻R11分别通过二极管D8和二极管 D9连接于ATMEGA64芯片的PF4脚和PF3脚，所述三极管Q1的基极通过电阻R12接地，所述 NE555和HK4100F的VCC脚均与稳压电路相连。
[0012] 作为优选，所述卫星接收天线为陶瓷有源卫星天线。
[0013] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0014] (1)本实用新型中，通过对各电路及架构的巧妙设计，打破了以GPRS连接互联网 进行数据传输的传统方式，在实施时进行本领域公知的技术手段进行简单扩展便可实现短 信通信，并且基于该定位仪进行简单扩展便可采用复杂多变的加密手段进行加密传输，在 应用时具有简单方便，安全可靠且便于拓展的效果，符合实际需求，适合大规模推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的系统框图。
[0016] 图2为本实用新型卫星定位电路的电路原理图。
[0017] 图3为本实用新型防死机看门狗电路的电路原理图。
[0018] 图4为本实用新型电源管理电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括 但不限于下列实施例。 实施例
[0020] 本实用新型利用中国自己的北斗导航卫星完成定位，在实施时，基于本实用新型 中公开的硬件架构，可根据需求进行一定的功能扩展，如对定位信息进行多层数据加密，然 后通过短信方式发送到服务器，服务器再通过配套的短信终端设备接收，并解密，将还原的 数据提供给用户使用等，可以实现完全保密传输车辆定位信息的目的。对军队、公安、消防、 国家机关、重要科研单位等重要部门进行车辆管理或装备设施管理提供了有效的解决方 案，具有较大的应用范围和市场前景，这种功能扩展由于为已经十分成熟的技术，本领域技 术人员基于本实用新型，使用常规技术手段便可实现，因而对其扩展功能在此不作更多说 明。
[0021] 如图1?4所示，本实用新型优选基于ATMEGA64单片机、UM220卫星定位芯片和 SM900A GSM通信芯片设计，在实施时可利用公共信息传输平台实现加密数据定向传输。优 选采用车内12V电源供电，并在车辆点火自启动时发送起步地理坐标，车辆停止熄火发送 停车定位信息后延时关机，以及防死机、抗干扰等措施，以提高数据的可靠性、保密性和实 用性。本实用新型的实现电路包括：
[0022] 连接于电源和电源管理电路之间的稳压电路，如：5V稳压电路、3. 3V稳压电路 和3.6V稳压电路，通过设置不同的稳压电路以满足不同器件的电压需求，其中，5V稳压电 路主要为电源管理电路提供工作电源，优选采用LM2596-5V及外围电路组成开关电源稳 压电路；3. 3V稳压电路主要为卫星定位电路及ATMEGA64单片机提供工作电源，优选采用 AS1117-3. 3三端稳压及外围电路组成；3. 6V稳压电路专为短信通讯电路供电，优选采用 SPX29302及外围电路组成可调稳压电源电路。由于上述类型的稳压电路为本领域中较为成 熟的技术，因而在此不作更多说明。
[0023] ATMEL AVR单片机控制电路，包括ATMEGA64芯片，均与ATMEGA64芯片相连的存储 电路和时钟电路，ATMEGA系列单片机是AVR系列中一个优秀的RISC结构单片机，具有很 高的性价比。电路成熟、性能稳定、可靠性高、性能优越，在电子领域得到广泛认可。其中， ATMEGA系列集AD、定时器、看门狗、EE ROM、闪存、RAM等于一体，功能很强、需要的外围电路 少，有利于后期扩展，本实用新型中，优选在ATMEGA64芯片上配置32K外部存储电路和外部 时钟晶体，完成与卫星定位电路和短信通讯电路的通讯。
[0024] 卫星定位电路选用获得国家许可，由北京北斗星通导航技术股份有限公司开发的 UM220III定位模块，该模块是针对车辆监控/导航、手持设备、电信/电力授时、气球探空等 应用推出的北斗/GPS双系统模块，支持单系统独立定位和多系统联合定位。UM220-III是 UM220系列模块的第三代产品，是目前市场上尺寸最小的完全国产化的北斗/GPS模块，集 成度高、功耗低，非常适合对尺寸、功耗要求高的北斗规模应用，该UM220芯片与ATMEL AVR 单片机相连，其VCC脚与地之间连接有电容C1和电容C2。
[0025] 卫星接收天线优选采用陶瓷有源卫星天线，完成卫星信号的捕捉和接收。
[0026] 短信通讯电路优选采用SM900A，SM900A模块是一款尺寸紧凑的高可靠性无线 模块，能满足低成本、紧凑尺寸的开发要求，可广泛应用于车载跟踪、车队管理、无线P0S、手 持PDA、智能抄表与电力监控等众多方向。本实用新型中运用了其的SMS传输功能，通过核 心处理器发送国标通用AT指令（GSM07. 07,07. 05和增强AT命令)，完成短信的接收和发送， 实现与服务器的短信通讯。
[0027] 防死机看门狗电路，主要由与ATMEL AVR单片机相连的ATMEGA88芯片完成， ATMEGA88是一款运用广泛、性能稳定的处理器芯片，本实用新型运用ATMEGA88与核心处理 器ATMEGA64的不间断通信，应用时，通过简单的功能扩展使二者互相监测运行状态，当某 部分出现故障或其中一方停止工作时，另一方即可对电源管理电路发出重启指令，恢复各 单元电路的正常工作。该电路包括连接于ATMEGA88芯片的PB6脚和PB7脚之间的晶体管 Y1，连接于ATMEGA88芯片的PB6脚与地之间的电容C3,连接于ATMEGA88芯片的PB7脚与地 之间的电容C4,均连接于ATMEGA88芯片的RESET脚与地之间的二极管D1和电容C5,连接 于ATMEGA88芯片的RESET脚与电源之间的电阻R2, 一端连接于ATMEGA88芯片的PC0脚、另 一端通过发光二极管D2接地的电阻R1。
[0028] 电源管理电路主要包括用NE555构成的单稳态触发电路和由HK4100F构成的继 电器驱动电路组成，用于管理和控制芯片及电路的工作电源。经简单功能扩展后可实现以 下功能：当车辆点火时，自动为系统各部分供电，检测到点火信号后，维持设备的供电状态； 当设备某单片机停止工作(死机）或某部分故障时，通过处理器发出指令，关闭电源，延时一 定时间间隔后重新加电，使各单元电路正常工作；当车辆熄火后，电路管理电路仍然维持着 电路的供电状态，处理器检测到熄火状态，将当前定位数据发送出去，然后才会对电源管理 电路发出指令，关闭电源。
[0029] 其中，单稳态触发电路包括并联后连接于NE555的触发脚T和复位脚R之间的二 极管D3和电阻R3,串联后连接于NE555的触发脚T和复位脚R之间的电容C6和电阻R4， 集电极连接于电阻R4和电容C6之间、发射极接地、基极连接有电阻R11的三极管Q1，基极 通过电阻R6连接于NE555的输出脚、发射极与HK4100F相连的三极管Q2,集电极与三极管 Q2的集电极相连、发射极接地的三极管Q3,并联后连接于三极管Q3的基极与地之间的电容 C9和电阻R7,串联后连接于ATMEGA64芯片的PG4脚与三极管Q3的基极之间的电阻R8和 二极管D5,串联后连接于ATMEGA64芯片的PG3脚与三极管Q3的基极之间的电阻R9和二极 管D6,所述电阻R11分别通过二极管D8和二极管D9连接于ATMEGA64芯片的PF4脚和PF3 脚，所述三极管Q1的基极通过电阻R12接地，所述NE555和HK4100F的VCC脚均与稳压电 路相连。
[0030] 在上述电路的基础上，本实施例还连接有部分辅助元器件和连线，用于保证电路 的正常运行，这些辅助元器件的使用属于行业通用的电路应用习惯，在此不再赘述。
[0031] 基于本实用新型公开的内容，应用时进行简单的功能扩展，按照上述实施例，便可 很好地实现本实用新型。
【权利要求】
1. 北斗短信车辆定位仪，其特征在于，包括ATMEL AVR单片机控制电路，分别与ATMEL AVR单片机相连的电源管理电路、卫星定位电路、启动/熄火信号检测电路、防死机看门狗 电路、串口转换电路和短信通讯电路，与卫星定位电路相连的卫星接收天线，均与短信通讯 电路相连的GSM天线和GSM卡，连接于电源和电源管理电路之间的稳压电路。
2. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述稳压电路包括均连 接于电源和电源管理电路之间的5V稳压电路、3. 3V稳压电路和3. 6V稳压电路。
3. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述ATMEL AVR单片机控 制电路包括ATMEGA64芯片，均与ATMEGA64芯片相连的存储电路和时钟电路。
4. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述卫星定位电路包括 与ATMEL AVR单片机相连的UM220芯片，并联后连接于UM220芯片的VCC脚与地之间的电 容C1和电容C2。
5. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述短信通讯电路采用 与ATMEL AVR单片机相连的SM900A作为通讯芯片。
6. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述防死机看门狗电路 包括与ATMEL AVR单片机相连的ATMEGA88芯片，连接于ATMEGA88芯片的PB6脚和PB7脚 之间的晶体管Y1，连接于ATMEGA88芯片的PB6脚与地之间的电容C3,连接于ATMEGA88芯 片的PB7脚与地之间的电容C4,均连接于ATMEGA88芯片的RESET脚与地之间的二极管D1 和电容C5,连接于ATMEGA88芯片的RESET脚与电源之间的电阻R2, 一端连接于ATMEGA88 芯片的PCO脚、另一端通过发光二极管D2接地的电阻R1。
7. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述电源管理电路包括 由NE555构成的单稳态触发电路和与NE555相连的由HK4100F构成的继电器驱动电路，所 述单稳态触发电路包括并联后连接于NE555的触发脚T和复位脚R之间的二极管D3和电 阻R3,串联后连接于NE555的触发脚T和复位脚R之间的电容C6和电阻R4,集电极连接于 电阻R4和电容C6之间、发射极接地、基极连接有电阻Rl 1的三极管Q1，基极通过电阻R6连 接于NE555的输出脚、发射极与HK4100F相连的三极管Q2,集电极与三极管Q2的集电极相 连、发射极接地的三极管Q3,并联后连接于三极管Q3的基极与地之间的电容C9和电阻R7， 串联后连接于ATMEGA64芯片的PG4脚与三极管Q3的基极之间的电阻R8和二极管D5,串联 后连接于ATMEGA64芯片的PG3脚与三极管Q3的基极之间的电阻R9和二极管D6,所述电阻 R11分别通过二极管D8和二极管D9连接于ATMEGA64芯片的PF4脚和PF3脚，所述三极管 Q1的基极通过电阻R12接地，所述NE555和HK4100F的VCC脚均与稳压电路相连。
8. 根据权利要求1所述的北斗短信车辆定位仪，其特征在于，所述卫星接收天线为陶 瓷有源卫星天线。
【文档编号】H04W4/14GK203881951SQ201420298852
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】王成强, 杨健 申请人:成都极地科技有限公司