一种双模微型轨迹记录仪的制作方法
专利名称:一种双模微型轨迹记录仪的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种双模微型轨迹记录仪，该记录仪包括控制模块、双模导航定位模块、显示模块、电源模块和存储模块；其中，电源模块用于为记录仪提供工作所需能量；双模导航定位模块与控制模块连接，用于接收卫星信息，并将接收的卫星信息进行解算，同时将解算后的信息发送至控制模块；控制模块将接收的信息进行格式分析、拆分、提取，发送至显示模块进行显示；同时对位置信息进行编码，编码为KML格式；进而写入到存储模块进行存储。本申请提供了一款小体积、高精度、长时间进行轨迹记录的微型轨迹记录仪，满足了警务信息侦查工作中便于携带、隐藏、追踪、续航、定位、海量存储等特殊功能的需求，优化了警务信息中轨迹记录、实时跟踪等侦查工作。
【专利说明】
一种双模微型轨迹记录仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种微型轨迹记录仪，尤其涉及一种双模微型轨迹记录仪。
【背景技术】
[0002]市场上现有的具有轨迹记录功能的设备往往是在现有的GPS设备上用软件的方法得到的轨迹记录功能。它的特点是可以依托于现有设备实现定位、轨迹记录的功能，成本较低。但是受限制于自身设备硬件的辖制，往往在功能上不能做到专业化的要求。诸如:长时间的进行轨迹记录、较高的定位精度、完善的后期分析管理功能。
[0003]就目前我国的社会发展情况和科技的进步情况而言，人口大量增长以及大量流动所带来的突发事件日益增多、犯罪分子“装备”日趋先进、犯罪手段日趋高科技化等等都是公安系统所不得不面临的问题。而我国目前警力有限，要解决这些问题就需要公安系统在客观上要求提高信息化应用的水平、工作效率和应对复杂情况的能力以及出警的准确和迅速。但就目前的应用情况来讲，现有的轨迹记录仪在设备的体积上却不能做到让人满意的程度。主要是功耗、续航和精度往往得不到统一。作为一款可能用来追踪的轨迹记录仪来讲，体积必然不能太大。而在小体积的情况下续航时间就成了极大的问题，续航时间不够的话设备就失去了它本身的意义。同时现有设备往往是用EEPROM或者SPI FLASH来进行数据的存储，与电脑通信使用专用的通讯接口。导致存储的数据非常有限，使用上不符合专业深入的进行轨迹分析的需要。而且由于现在的轨迹记录仪大多使用GPS系统作为其定位的核心，但是GPS天生的缺陷是在楼宇间定位结果往往会与真实位置偏差极大的。而导致现有设备并不能与公安工作完全相适用。
[0004]面对以上问题，急需设计一款具备高精度、低功耗、小体积、大容量存储的微型轨迹记录仪来满足市场的需要。
【实用新型内容】
[0005]针对【背景技术】中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种微型轨迹记录仪，该记录仪体积小、精度高、可长时间进行轨迹记录，满足了警务信息侦查工作中便于携带、隐藏、追踪、续航、定位、海量存储等特殊功能的需求，优化了警务信息中轨迹记录、实时跟踪等侦查工作。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种微型轨迹记录仪，所述记录仪包括控制模块、双模导航定位模块、显示模块、电源模块和存储模块;其中，
[0008]所述电源模块用于为所述记录仪提供工作所需能量；
[0009]所述双模导航定位模块与所述控制模块连接，用于接收卫星信息，并将接收的卫星信息进行解算，同时将解算后的信息发送至控制模块;所述控制模块将接收的信息进行格式分析、拆分、提取，发送至所述显示模块进行显示；同时对位置信息进行编码，编码为KML格式;进而写入到所述存储模块进行存储。
[0010]进一步，所述双模导航定位模块包括天线单元、射频单元和解算单元;所述天线单元由天线与放大器组成，所述天线接收到来自卫星的电磁信号，发送至所述放大器，放大器对其进行放大后发送至所述射频单元;射频单元将天线单元的放大器接收到的电流信号进行转化，转化为中频后进行放大、滤波，将模拟信号数字化后发送至所述解算单元;解算单元对射频单元数字化处理后的信号进行分析和解算，然后发送至所述控制模块。
[0011]进一步，所述控制模块为基于IT8051内核的STC15单片机，其型号为:STC15L2K60S2。
[0012]进一步，所述双模导航定位模块为VK25BDMT模块。
[0013]进一步，所述电源模块为锂电池。
[0014]进一步，所述显示模块为IXD。
[0015]本实用新型具有以下积极的技术效果:
[0016]本申请提供了一款小体积、高精度、长时间进行轨迹记录的微型轨迹记录仪，满足了警务信息侦查工作中便于携带、隐藏、追踪、续航、定位、海量存储等特殊功能的需求，优化了警务信息中轨迹记录、实时跟踪等侦查工作。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构不意图；
[0018]图2是本实用新型的双模导航定位模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
[0020]为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上” O因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0021 ] 如图1-2所示，本申请的一种微型轨迹记录仪，该记录仪基于IT 8051内核的STCl5单片机作为主控制器，以VK25BDMT双模导航定位模块为核心，利用VK25模块接收卫星信息并进行解算，将得到的准确的位置、时间、速度等信息以特定电文格式发送给主控制器STC15。主控制器通过分析接收的电文，提取相关数据进行解析，并将有用信息传输到LCD(Liquid Crystal Display液晶显示器)显示屏上(即显示单元)，同时通过ZNFAT文件系统将编码后的位置信息写入到SD卡(即存储单元)中保存。
[0022]双模接收机主要的目的是接收卫星信号，对射频信号进行处理和分析，成功解算出用户的位置。从组成功能上分析，天线单元、射频单元、解算单元是其组成部分。
[0023]天线单元:天线单元主要是由天线与放大器组成。天线接收到微弱的来自卫星的电磁信号，交给放大器，放大器对其进行放大，方便后续处理。
[0024]射频单元:射频单元的作用将天线单元的放大器接收到的电流信号进行转化，转化为中频后进行放大、滤波。将模拟信号数字化，方便后续进行数字化的处理。
[0025]解算单元:解算单元的主要任务是对进过射频单元数字化处理的信号进行分析和解算，得到有用的数据。射频单元数字化后的信号包含有星历、历书。解算单元对这些信号进行捕获、跟踪、锁定处理，并对锁定后的数据进行解算和输出。
[0026]本申请是基于STC15单片机的GPS(Global Posit1ning System，全球卫星定位系统)、BDS(BeiDou Navigat1n Satellite System,北斗卫星导航系统)双模轨迹记录仪。主要任务是接收卫星星座发送的导航电文，并计算出有效的地理位置信息。选用VK25模块作为GPS/BDS接收机，该模块得到地理位置信息后按照NMEA格式发送给单片机。单片机对信息进行解析，得到有用信息，比如时间、速度、经玮度、海拔等信息。而后单片机通过SPI接口与SD卡(Secure Digital Memory Card,安全数码卡)进行通信，通过软件层面的ZNFAT文件系统写入到SD卡中。
[0027]根据本申请的需要，主控芯片选择STC15L2K60S2，该型号单片机工作电压在2.4V-3.6V，系统频率可调节为6MHz-33.172MHz。该芯片内包含IT 8051内核中央处理器(CPU)、60KB程序存储器(Flash)、2K数据存储器(SRAM)、六路定时器(其中三路具有CCP/PWM/PCA功能)、高速AD转换接口、两个高速UART串行通信口、一组高速同步串行口SP1、片内高速R/C时钟及高可靠复位模块等。是一个完善的片上系统(S0C)。
[0028]传统的GPS(GlobalPosit1ning System，全球卫星定位系统)或E5DS(BeiDouNavigat1n Satellite System,北斗卫星导航系统)模块都是只具有单一定位系统定位能力的，为了达到协同利用双定位系统优势互补的目的，本申请选择了VK25BDMT模块。一块基于GPS LI 1575.42MHZ，C/A code(伪随机码捕获)；BEID0U: BI 1561.098MHZ的双模定位模块，自带高灵敏度无源天线。体积仅30x26x8.6(长、宽、厚单位mm)。完全满足该应用的需求。
[0029]为了实现小体积与长时间工作的目的选取了锂电池作为供电电源，锂电池的电压为3.7V-4.2V。为了方便在汽车上使用一个12V到5V的电源转换电路。使用TP4056作为锂电池的充电管理。而STC15工作在2.4V-3.3V，工作电流大概在50MA左右。LCD(Liquid CrystalDisplay,液晶显示器)与VK25BDMT模块均是工作在3.3V，LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)模块工作电流在背光最亮情况下为30MA，VK25模块正常电流为40MAJD卡(Secure Digital Memory Card，安全数码卡)的工作电压也是3.3V，最大电流出现在写入SD(Secure Digital Memory Card,安全数码卡)卡时，电流最大时为100MA。计算下来，系统最大工作电流220MA。通过计算得出可以使用低压差LD0(low dropout regulator，低压差线性稳压器)AMS1117将锂电池的电压转换成3.3V作为芯片与模块的供电电源。
[0030]上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种双模微型轨迹记录仪，其特征在于，所述记录仪包括控制模块、双模导航定位模块、显示模块、电源模块和存储模块;其中， 所述电源模块用于为所述记录仪提供工作所需能量； 所述双模导航定位模块与所述控制模块连接，用于接收卫星信息，并将接收的卫星信息进行解算，同时将解算后的信息发送至控制模块;所述控制模块将接收的信息进行格式分析、拆分、提取，发送至所述显示模块进行显示；同时对位置信息进行编码，编码为KML格式;进而写入到所述存储模块进行存储;所述双模导航定位模块包括天线单元、射频单元和解算单元;所述天线单元由天线与放大器组成，所述天线接收到来自卫星的电磁信号，发送至所述放大器，放大器对其进行放大后发送至所述射频单元;射频单元将天线单元的放大器接收到的电流信号进行转化，转化为中频后进行放大、滤波，将模拟信号数字化后发送至所述解算单元;解算单元对射频单元数字化处理后的信号进行分析和解算，然后发送至所述控制模块； 所述控制模块为基于IT 8051内核的STC15单片机，其型号为:STC15L2K60S2;所述双模导航定位模块为VK25BDMT模块;所述电源模块为锂电池;所述显示模块为IXD。
【文档编号】G01S19/42GK205691782SQ201520772203
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2015年10月8日 公开号201520772203.2, CN 201520772203, CN 205691782 U, CN 205691782U, CN-U-205691782, CN201520772203, CN201520772203.2, CN205691782 U, CN205691782U
【发明人】张雅丽, 李淑华, 宋振峰
【申请人】中国人民公安大学
【专利摘要】本申请公开了一种双模微型轨迹记录仪，该记录仪包括控制模块、双模导航定位模块、显示模块、电源模块和存储模块；其中，电源模块用于为记录仪提供工作所需能量；双模导航定位模块与控制模块连接，用于接收卫星信息，并将接收的卫星信息进行解算，同时将解算后的信息发送至控制模块；控制模块将接收的信息进行格式分析、拆分、提取，发送至显示模块进行显示；同时对位置信息进行编码，编码为KML格式；进而写入到存储模块进行存储。本申请提供了一款小体积、高精度、长时间进行轨迹记录的微型轨迹记录仪，满足了警务信息侦查工作中便于携带、隐藏、追踪、续航、定位、海量存储等特殊功能的需求，优化了警务信息中轨迹记录、实时跟踪等侦查工作。
【专利说明】
一种双模微型轨迹记录仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种微型轨迹记录仪，尤其涉及一种双模微型轨迹记录仪。
【背景技术】
[0002]市场上现有的具有轨迹记录功能的设备往往是在现有的GPS设备上用软件的方法得到的轨迹记录功能。它的特点是可以依托于现有设备实现定位、轨迹记录的功能，成本较低。但是受限制于自身设备硬件的辖制，往往在功能上不能做到专业化的要求。诸如:长时间的进行轨迹记录、较高的定位精度、完善的后期分析管理功能。
[0003]就目前我国的社会发展情况和科技的进步情况而言，人口大量增长以及大量流动所带来的突发事件日益增多、犯罪分子“装备”日趋先进、犯罪手段日趋高科技化等等都是公安系统所不得不面临的问题。而我国目前警力有限，要解决这些问题就需要公安系统在客观上要求提高信息化应用的水平、工作效率和应对复杂情况的能力以及出警的准确和迅速。但就目前的应用情况来讲，现有的轨迹记录仪在设备的体积上却不能做到让人满意的程度。主要是功耗、续航和精度往往得不到统一。作为一款可能用来追踪的轨迹记录仪来讲，体积必然不能太大。而在小体积的情况下续航时间就成了极大的问题，续航时间不够的话设备就失去了它本身的意义。同时现有设备往往是用EEPROM或者SPI FLASH来进行数据的存储，与电脑通信使用专用的通讯接口。导致存储的数据非常有限，使用上不符合专业深入的进行轨迹分析的需要。而且由于现在的轨迹记录仪大多使用GPS系统作为其定位的核心，但是GPS天生的缺陷是在楼宇间定位结果往往会与真实位置偏差极大的。而导致现有设备并不能与公安工作完全相适用。
[0004]面对以上问题，急需设计一款具备高精度、低功耗、小体积、大容量存储的微型轨迹记录仪来满足市场的需要。
【实用新型内容】
[0005]针对【背景技术】中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种微型轨迹记录仪，该记录仪体积小、精度高、可长时间进行轨迹记录，满足了警务信息侦查工作中便于携带、隐藏、追踪、续航、定位、海量存储等特殊功能的需求，优化了警务信息中轨迹记录、实时跟踪等侦查工作。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种微型轨迹记录仪，所述记录仪包括控制模块、双模导航定位模块、显示模块、电源模块和存储模块;其中，
[0008]所述电源模块用于为所述记录仪提供工作所需能量；
[0009]所述双模导航定位模块与所述控制模块连接，用于接收卫星信息，并将接收的卫星信息进行解算，同时将解算后的信息发送至控制模块;所述控制模块将接收的信息进行格式分析、拆分、提取，发送至所述显示模块进行显示；同时对位置信息进行编码，编码为KML格式;进而写入到所述存储模块进行存储。
[0010]进一步，所述双模导航定位模块包括天线单元、射频单元和解算单元;所述天线单元由天线与放大器组成，所述天线接收到来自卫星的电磁信号，发送至所述放大器，放大器对其进行放大后发送至所述射频单元;射频单元将天线单元的放大器接收到的电流信号进行转化，转化为中频后进行放大、滤波，将模拟信号数字化后发送至所述解算单元;解算单元对射频单元数字化处理后的信号进行分析和解算，然后发送至所述控制模块。
[0011]进一步，所述控制模块为基于IT8051内核的STC15单片机，其型号为:STC15L2K60S2。
[0012]进一步，所述双模导航定位模块为VK25BDMT模块。
[0013]进一步，所述电源模块为锂电池。
[0014]进一步，所述显示模块为IXD。
[0015]本实用新型具有以下积极的技术效果:
[0016]本申请提供了一款小体积、高精度、长时间进行轨迹记录的微型轨迹记录仪，满足了警务信息侦查工作中便于携带、隐藏、追踪、续航、定位、海量存储等特殊功能的需求，优化了警务信息中轨迹记录、实时跟踪等侦查工作。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构不意图；
[0018]图2是本实用新型的双模导航定位模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
[0020]为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上” O因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0021 ] 如图1-2所示，本申请的一种微型轨迹记录仪，该记录仪基于IT 8051内核的STCl5单片机作为主控制器，以VK25BDMT双模导航定位模块为核心，利用VK25模块接收卫星信息并进行解算，将得到的准确的位置、时间、速度等信息以特定电文格式发送给主控制器STC15。主控制器通过分析接收的电文，提取相关数据进行解析，并将有用信息传输到LCD(Liquid Crystal Display液晶显示器)显示屏上(即显示单元)，同时通过ZNFAT文件系统将编码后的位置信息写入到SD卡(即存储单元)中保存。
[0022]双模接收机主要的目的是接收卫星信号，对射频信号进行处理和分析，成功解算出用户的位置。从组成功能上分析，天线单元、射频单元、解算单元是其组成部分。
[0023]天线单元:天线单元主要是由天线与放大器组成。天线接收到微弱的来自卫星的电磁信号，交给放大器，放大器对其进行放大，方便后续处理。
[0024]射频单元:射频单元的作用将天线单元的放大器接收到的电流信号进行转化，转化为中频后进行放大、滤波。将模拟信号数字化，方便后续进行数字化的处理。
[0025]解算单元:解算单元的主要任务是对进过射频单元数字化处理的信号进行分析和解算，得到有用的数据。射频单元数字化后的信号包含有星历、历书。解算单元对这些信号进行捕获、跟踪、锁定处理，并对锁定后的数据进行解算和输出。
[0026]本申请是基于STC15单片机的GPS(Global Posit1ning System，全球卫星定位系统)、BDS(BeiDou Navigat1n Satellite System,北斗卫星导航系统)双模轨迹记录仪。主要任务是接收卫星星座发送的导航电文，并计算出有效的地理位置信息。选用VK25模块作为GPS/BDS接收机，该模块得到地理位置信息后按照NMEA格式发送给单片机。单片机对信息进行解析，得到有用信息，比如时间、速度、经玮度、海拔等信息。而后单片机通过SPI接口与SD卡(Secure Digital Memory Card,安全数码卡)进行通信，通过软件层面的ZNFAT文件系统写入到SD卡中。
[0027]根据本申请的需要，主控芯片选择STC15L2K60S2，该型号单片机工作电压在2.4V-3.6V，系统频率可调节为6MHz-33.172MHz。该芯片内包含IT 8051内核中央处理器(CPU)、60KB程序存储器(Flash)、2K数据存储器(SRAM)、六路定时器(其中三路具有CCP/PWM/PCA功能)、高速AD转换接口、两个高速UART串行通信口、一组高速同步串行口SP1、片内高速R/C时钟及高可靠复位模块等。是一个完善的片上系统(S0C)。
[0028]传统的GPS(GlobalPosit1ning System，全球卫星定位系统)或E5DS(BeiDouNavigat1n Satellite System,北斗卫星导航系统)模块都是只具有单一定位系统定位能力的，为了达到协同利用双定位系统优势互补的目的，本申请选择了VK25BDMT模块。一块基于GPS LI 1575.42MHZ，C/A code(伪随机码捕获)；BEID0U: BI 1561.098MHZ的双模定位模块，自带高灵敏度无源天线。体积仅30x26x8.6(长、宽、厚单位mm)。完全满足该应用的需求。
[0029]为了实现小体积与长时间工作的目的选取了锂电池作为供电电源，锂电池的电压为3.7V-4.2V。为了方便在汽车上使用一个12V到5V的电源转换电路。使用TP4056作为锂电池的充电管理。而STC15工作在2.4V-3.3V，工作电流大概在50MA左右。LCD(Liquid CrystalDisplay,液晶显示器)与VK25BDMT模块均是工作在3.3V，LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)模块工作电流在背光最亮情况下为30MA，VK25模块正常电流为40MAJD卡(Secure Digital Memory Card，安全数码卡)的工作电压也是3.3V，最大电流出现在写入SD(Secure Digital Memory Card,安全数码卡)卡时，电流最大时为100MA。计算下来，系统最大工作电流220MA。通过计算得出可以使用低压差LD0(low dropout regulator，低压差线性稳压器)AMS1117将锂电池的电压转换成3.3V作为芯片与模块的供电电源。
[0030]上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种双模微型轨迹记录仪，其特征在于，所述记录仪包括控制模块、双模导航定位模块、显示模块、电源模块和存储模块;其中， 所述电源模块用于为所述记录仪提供工作所需能量； 所述双模导航定位模块与所述控制模块连接，用于接收卫星信息，并将接收的卫星信息进行解算，同时将解算后的信息发送至控制模块;所述控制模块将接收的信息进行格式分析、拆分、提取，发送至所述显示模块进行显示；同时对位置信息进行编码，编码为KML格式;进而写入到所述存储模块进行存储;所述双模导航定位模块包括天线单元、射频单元和解算单元;所述天线单元由天线与放大器组成，所述天线接收到来自卫星的电磁信号，发送至所述放大器，放大器对其进行放大后发送至所述射频单元;射频单元将天线单元的放大器接收到的电流信号进行转化，转化为中频后进行放大、滤波，将模拟信号数字化后发送至所述解算单元;解算单元对射频单元数字化处理后的信号进行分析和解算，然后发送至所述控制模块； 所述控制模块为基于IT 8051内核的STC15单片机，其型号为:STC15L2K60S2;所述双模导航定位模块为VK25BDMT模块;所述电源模块为锂电池;所述显示模块为IXD。
【文档编号】G01S19/42GK205691782SQ201520772203
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2015年10月8日 公开号201520772203.2, CN 201520772203, CN 205691782 U, CN 205691782U, CN-U-205691782, CN201520772203, CN201520772203.2, CN205691782 U, CN205691782U
【发明人】张雅丽, 李淑华, 宋振峰
【申请人】中国人民公安大学
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