手持式gps定位装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种手持式GPS定位装置，涉及卫星无线电信标定位装置【技术领域】。所述定位装置包括微处理器U1、电平转换电路U2、GPS定位模块U3、按键电路、SD卡插座模块J1、显示模块U4和电源模块，所述GPS定位模块U3通过所述电平转换电路U2与所述微处理器U1的输入端连接，所述按键电路与微处理器U1的输入端连接，所述显示模块U4与所述微处理器U1的一组数据输出端连接，所述SD卡插座模块J1与微处理器U1双向连接，所述电源模块为所述定位装置中需要供电的模块提供工作电源。所述定位装置具有电路简单、成本低、灵敏度高、供电稳定等优点。
【专利说明】手持式GPS定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及卫星无线电信标定位装置【技术领域】，尤其涉及一种使用方便，稳定的GPS定位装置。
【背景技术】
[0002]GPS以其高精度，全天候，全球覆盖，方便灵活和优质价廉吸引全世界许多用户。GPS的广泛应用改变了人们的工作方式，提高工作效率，带来巨大的经济效益。；利用这种装置传输的信号确定位置、速度或姿态。目前，GPS采用NMEA-0183协议做为发送和接收数据的标准，NMEA-0183是美国国家海洋电子协会(Nat1nalMarine ElectroNIcsAssociat1n)为统一海洋导航规范而制定的标准，该格式标准已成为国际通用的一种格式，协议内容在兼容NMEA-180和NMEA-0182的基础上，增加了 GPS、测深仪、罗经方位装置等多种设备接口和通讯协议定义，同时还允许一些特定厂商对其设备通信自定协议。如今随着科技的发展，GPS定位装置越来越普及，但是现有的GPS定位装置具有电路结构复杂，供电不稳定，工作不可靠的缺点，使用不方便。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种手持式GPS定位装置，具有电路简单、成本低、灵敏度高、供电稳定等优点。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种手持式GPS定位装置，其特征在于:所述定位装置包括微处理器U1、电平转换电路U2、GPS定位模块U3、按键电路、SD卡插座模块J1、显示模块U4和电源模块，所述GPS定位模块U3通过所述电平转换电路U2与所述微处理器U1的输入端连接，所述按键电路与微处理器U1的输入端连接，所述显示模块U4与所述微处理器U1的一组数据输出端连接，所述SD卡插座模块J1与微处理器U1双向连接，所述电源模块为所述定位装置中需要供电的模块提供工作电源；
[0005]所述电源模块包括锂离子电池充电模块U5、稳压芯片U6以及稳压芯片U7，所述锂离子电池充电模块U5的电源输入端通过插座J2接外部电源，锂离子电池充电模块U5的STA端子依次经电阻R5、发光二极管LED1接地，所述锂离子电池充电模块U5的BAT端子接锂离子电池BT1，所述锂离子电池充电模块U5的OUT端子经二极管D1分为四路，其中第一路经电容C3接地，第二路与稳压芯片U6的电源输入端IN端子连接，第三路经电容C4接地，第四路与稳压芯片U7的电源输入端IN端子连接；
[0006]所述稳压芯片U6的电压输出端OUT端子分为两路，第一路经反向二极管D2接地，第二路与电感L1的一端连接，电感L1的另一端分为四路，第一路依次经电阻R6、发光二极管LED2接地，第二路经电容C5接地，第三路经电容C6接地，第四路经反馈线与稳压芯片U6的电压反馈端子FB连接，所述电感L1与电阻R6的结点为稳压芯片U6的电压输出端；
[0007]所述稳压芯片U6的电压输出端OUT端子分为两路，第一路经反向二极管D3接地，第二路与电感L2的一端连接，电感L2的另一端分为四路，第一路依次经电阻R7、发光二极管LED3接地，第二路经电容C7接地，第三路经电容C8接地，第四路经反馈线与稳压芯片U7的电压反馈端子FB连接，所述电感L2与电阻R7的结点为稳压芯片U7的电压输出端。
[0008]进一步的技术方案在于:所述微处理器U1使用PIC18F2520，电平转换电路U2包括两个串联连接的74HCT04，GPS定位模块U3使用EM411，锂离子电池充电模块U5使用BQ24200，稳压芯片 U6 使用 LM2576TV-5.0，稳压芯片 U7 使用 LM2576TV-3.3。
[0009]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述装置在室外、室内以及移动的汽车内该GPS接收机均能很好的接收多颗卫星的GPS定位信息，关闭LCD背光显示的情况下，可连续工作超过10h。借助SD卡以及PC机可实现将接收到的GPS数据导入到电子地图中。由EN411型GPS定位模块以及PIC18F2520构成的手持式GPS接收机具有电路简单、成本低、灵敏度高等优点，接收到的数据能以FAT文件格式保存到SD卡中，具有较高的实用价值，该装置设计可广泛应用于野外作业、户外运动等领域。此外，所述装置的电源模块通过重新设计，通过增加旁路电容以及稳压电容，提高了供电模块输出电压的稳定性，通过使用两个稳压芯片可提供3.3V和5.0V输出电源，可适应不同的芯片供电，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0011]图1是本实用新型的电路原理图；
[0012]图2是电源模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0015]如图1所示，本实用新型公开了一种基于EM411GPS定位模块和PIC18F2550单片机的手持式GPS定位装置，该装置采用点阵字符液晶屏显示接收GPS卫星数据，并用SD卡记录所接收到的GPS信息，从而实现GPS数据导入电子地图。所述定位装置包括微处理器U1、电平转换电路U2、GPS定位模块U3、按键电路、SD卡插座模块J1、显示模块U4和电源模块，所述GPS定位模块U3通过所述电平转换电路U2与所述微处理器U1的输入端连接，所述按键电路与微处理器U1的输入端连接，所述显示模块U4与所述微处理器U1的一组数据输出端连接，所述SD卡插座模块J1与微处理器U1双向连接，所述电源模块为所述定位装置中需要供电的模块提供工作电源。
[0016]GPS定位模块性能主要决定于其内部使用的GPS核心芯片组，GPS芯片组SiRFStar III通过采用20万次/频率的相关器(Correlators)提高了灵敏度并能在室内定位。冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/ls，可同时追踪20个卫星信道。
[0017]EM411型GPS定位模块采用SiRF Star III高效能GPS芯片组，其具有特点:极佳的灵敏度(追踪感度:_159dBm);讯号微弱时，TTFF(Time to First Fix)定位仍十分迅速；支持NMEA 0183语言格式:GGA，GSA，GSV，RMC, GLL，VTG ;内建超大电容，可储存快速获取的卫星讯号数据；内建陶瓷天线；LED指示灯显示卫星定位状况:LED不亮时接收器关闭，LED恒亮时未定位或搜寻讯号，LED闪烁时已定位。此外，EM411体积小巧，外形尺寸为30mmX30mmX10.5_，工作时供电电压为4.5?6.5V，消耗电流为60mA。
[0018]由于该装置设计是手持式便携设备，所有器件选型都应考虑节省成本，节能。图1中，微处理器选用PIC18F2520，它是采用纳瓦技术的低功耗8位单片机，具有一系列能在工作时显著降低功耗的功能，非常适合手持便携式设备使用。该器件内部具有32 K Flash程序存储器，具备SP1、UART、I2C等接口以及10位A/D转换器，借助于内部PLL倍频器，时钟速度可高达40 MHz ;可通过其UART接口(引脚RC6和RC7)实现与EM411 GPS接收模块的通信，由于EM411串口输出的最大电平为2.85V，低于PIC18F2520 UART端口所要求的最小驱动电平4V，因此在PIC18F2520和EM411之间需增加由电平转换模块U2 (74HCT04)构成的TTL/RS232电平转换电路，否则PIC18F2520将不能接收EM411的定位信息。PIC18F2520通过其SPI接口(引脚RCO，RC3，RC4，RC5)与SD卡通信。SD卡对外提供两种访问模式:SD模式和SPI模式。SD模式允许4线的高速数据传输。SPI模式使用通用的SPI接口，相比SD模式传输速率有所降低，使用SPI。接口的优点是仅用4根数据线即可完成SD卡的读写。通信模式不同，SD卡引脚功能也不同。由于PIC18F2520内部具有SPI接口，本方案采用SPI模式实现对SD卡的访问，图1中SD卡插座模块J1的CS引脚(RC0)为MCU向存储卡发送的片选信号，SCLK引脚(RC3)为MCU向卡发送的时钟信号。SD1引脚为MCU向卡发送的单向数据信号，SD0为卡向MCU发送的单向数据信号，此外所有的SD卡插座还具有CD与WP两个引脚，CD引脚是SD卡检测信号引脚，当有卡插人时，该引脚对地短路(在插座内部连接)。WP是写保护信号引脚，在卡插入且没有写保护时，该引脚对地短路(在插座内部连接)。
[0019]该装置设计采用20X4的点阵字符液晶显示器显示所接收的GPS定位信息，液晶显示器设置于4bit工作方式，MCU通过4根数据线以及使能引脚控制IXD的显示以节省MCUI/0端口资源。该装置设置2个按键用于控制SD卡的数据存储。当SW1键按下时，通过软件延时设定数据保存时间间隔，SW2键按下时，装置将接收到的GPS定位信息写入SD卡。图1中，开关K2用于打开、关闭IXD背光电源:PIC18F2520的RA端口资源暂未使用。可留待以后装置升级时使用，例如将电池输出的直流模拟电压信号输入到RA端口，利用PIC18F2520的lObit A/D转换器将其转换为数字信号后。在IXD上显示电池电量，便于用户使用。
[0020]如图2所示，所述电源模块包括锂离子电池充电模块U5、稳压芯片U6以及稳压芯片U7，所述锂离子电池充电模块U5的电源输入端通过插座J2接外部电源，锂离子电池充电模块U5的STA端子依次经电阻R5、发光二极管LED1接地，所述锂离子电池充电模块U5的BAT端子接锂离子电池BT1，所述锂离子电池充电模块U5的OUT端子经二极管D1分为四路，其中第一路经电容C3接地，第二路与稳压芯片U6的电源输入端IN端子连接，第三路经电容C4接地，第四路与稳压芯片U7的电源输入端IN端子连接。
[0021]所述稳压芯片U6的电压输出端OUT端子分为两路，第一路经反向二极管D2接地，第二路与电感L1的一端连接，电感L1的另一端分为四路，第一路依次经电阻R6、发光二极管LED2接地，第二路经电容C5接地，第三路经电容C6接地，第四路经反馈线与稳压芯片U6的电压反馈端子FB连接，所述电感LI与电阻R6的结点为稳压芯片U6的电压输出端。
[0022]所述稳压芯片U6的电压输出端OUT端子分为两路，第一路经反向二极管D3接地，第二路与电感L2的一端连接，电感L2的另一端分为四路，第一路依次经电阻R7、发光二极管LED3接地，第二路经电容C7接地，第三路经电容C8接地，第四路经反馈线与稳压芯片U7的电压反馈端子FB连接，所述电感L2与电阻R7的结点为稳压芯片U7的电压输出端。
[0023]本装置使用2组稳压电源,装置电源的稳压芯片选用了 ON公司的LM2576系列稳压器，把外部直流电源稳压成装置需要的+3.3V和+5V电源，采用TI公司的锂离子电池充电模块BQ24200作为装置的后备电池，系统正常工作时外部电源对它进行充电，外部电源被切断后由它提供装置电源，以便装置保存重要参数。如图2所示，电容C3、电容C4是稳压芯片的电解旁路电容，在电路中接入它们能使电路稳定地工作；电容C6、电容C8为输出稳定电容，对于减小输出纹波、输出噪声以及负载电流变化的影响有较好的效果，根据稳压器自身的工作要求，电容分别选用10 μ F、100 μ F的电解电容。
[0024]本申请列举了一些器件型号，当然本装置使用的元器件型号并不局限于上述型号，本申请指出的只是能够实现上述装置的一种型号，用以说明本申请。
【权利要求】
1.一种手持式GPS定位装置，其特征在于:所述定位装置包括微处理器U1、电平转换电路U2、GPS定位模块U3、按键电路、SD卡插座模块J1、显示模块U4和电源模块，所述GPS定位模块U3通过所述电平转换电路U2与所述微处理器Ul的输入端连接，所述按键电路与微处理器Ul的输入端连接，所述显示模块U4与所述微处理器Ul的一组数据输出端连接，所述SD卡插座模块Jl与微处理器Ul双向连接，所述电源模块为所述定位装置中需要供电的模块提供工作电源； 所述电源模块包括锂离子电池充电模块U5、稳压芯片U6以及稳压芯片U7，所述锂离子电池充电模块U5的电源输入端通过插座J2接外部电源，锂离子电池充电模块U5的STA端子依次经电阻R5、发光二极管LEDl接地，所述锂离子电池充电模块U5的BAT端子接锂离子电池BTl，所述锂离子电池充电模块U5的OUT端子经二极管Dl分为四路，其中第一路经电容C3接地，第二路与稳压芯片U6的电源输入端IN端子连接，第三路经电容C4接地，第四路与稳压芯片U7的电源输入端IN端子连接； 所述稳压芯片U6的电压输出端OUT端子分为两路，第一路经反向二极管D2接地，第二路与电感LI的一端连接，电感LI的另一端分为四路，第一路依次经电阻R6、发光二极管LED2接地，第二路经电容C5接地，第三路经电容C6接地，第四路经反馈线与稳压芯片U6的电压反馈端子FB连接，所述电感LI与电阻R6的结点为稳压芯片U6的电压输出端； 所述稳压芯片U6的电压输出端OUT端子分为两路，第一路经反向二极管D3接地，第二路与电感L2的一端连接，电感L2的另一端分为四路，第一路依次经电阻R7、发光二极管LED3接地，第二路经电容C7接地，第三路经电容C8接地，第四路经反馈线与稳压芯片U7的电压反馈端子FB连接，所述电感L2与电阻R7的结点为稳压芯片U7的电压输出端。
2.根据权利要求1所述的手持式GPS定位装置，其特征在于:所述微处理器Ul使用PIC18F2520,电平转换电路U2包括两个串联连接的74HCT04，GPS定位模块U3使用EM411，锂离子电池充电模块U5使用BQ24200，稳压芯片U6使用LM2576TV-5.0，稳压芯片U7使用LM2576TV-3.3。
【文档编号】G01S19/13GK204166131SQ201420573350
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】欧锡山 申请人:欧锡山