用于农机作业的车载便携式可拆卸GNSS接收机的制作方法

用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机
技术领域
1.本实用新型属于农机自动导航设备技术领域，涉及一种用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机。


背景技术：

2.随着农业智能化的发展，自动驾驶技术也应用到了农用车辆中。针对某一地块进行作业时，往往需要获得地块的具体信息，其中获取地块边界的地形数据来构建作业区域地图极为重要。在现有的技术中，常用rtk(real
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timekinematic，实时动态)载波相位差分技术来获取某一点的三维数据，通过实时处理gnss(globalnavigationsatellitesystem全球导航卫星系统)卫星测量站和基站测量站之间载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标，在得到多个边界上点的三维数据后可生成地图，该地图可用来规划农用车辆的行驶路径，还具有计算区域面积、规划地块作物等辅助作用。
3.传统的自动驾驶的作业区域地图生成方式，是在农用车辆上装载不可拆卸的gnss接收机，由工作人员驾驶车辆环绕作业区域边界行驶，并记录导航轨迹数据，绕行作业区域一周完毕后，根据导航轨迹数据记录生成自动驾驶所需的作业区域地图边界。但该方法在进行有农作物的作业区域地图边界绕行时，会造成碾轧农作物的情况发生；同时农作物的作业区域边界常常为农机无法行使的复杂路线，此时边界划分将很难进行；且由于须连接终端及显示屏进行导航轨迹数据的处理，因此需要较大的电源才能满足功耗需求；另外，车辆空转不进行作业时会造成油量的浪费，对于能源的利用率较低。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型公开了一种用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机，提高便携性和实用性。
5.为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机，包括外壳主体、设置在外壳主体表面的卫星天线接口、基站天线接口、电源开关、车辆通信接口，以及设置在外壳主体内部的卫星信号接收模块、多功能无线信号传输模块、计算模块、存储模块；所述卫星天线接口与卫星信号接收模块连接，卫星信号接收模块用于接收gnss信号，基站天线接口与多功能无线信号传输模块连接，多功能无线信号传输模块用于接收无线信号；电源开关用于控制电源通断，卫星信号接收模块、多功能无线信号传输模块、车辆通信接口、存储模块分别与计算模块连接，存储模块还与车辆通信接口连接。
7.进一步的，所述卫星天线接口与卫星天线连接。
8.进一步的，所述卫星信号天线与卫星天线接口通过螺纹嵌套连接。
9.进一步的，所述基站天线接口与基站天线连接。
10.进一步的，所述基站天线与基站天线接口通过螺纹嵌套连接。
11.进一步的，还包括结束按键、开始按键，所述结束按键、开始按键分别与计算模块连接。
12.进一步的，还包括电源指示灯，电源指示灯用于指示接收机电源通断。
13.进一步的，还包括工作指示灯，工作指示灯用于指示gnss信号状态。
14.进一步的，车辆通信接口和/或多功能无线信号传输模块能够与农机自动导航系统上位机进行数据传输，车辆通信接口采用以下方式中的至少一种：信号连接线接口、无线通信模块。
15.进一步的，所述信号连接线接口为usb插口。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：
17.本实用新型为可拆卸的gnss信号接收机，可与农机分离，脱离农机采集导航轨迹数据后再与农机通信，减少了农机测量时不必要的时间和功耗浪费，提高了测量精度，增加了便携性。本接收机采用可快速拆卸安装的天线设计，能够进一步缩小体积，方便携带。
附图说明
18.图1为用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机整体结构示意图。
19.图2为用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机电子元器件连接框图。
20.附图标记说明：
21.外壳主体1，卫星天线接口2，基站天线接口3，电源指示灯4，电源开关5，车辆通信接口6，结束按键7，开始按键8，工作指示灯9。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。本实用新型所称的连接，包括有线或无线连接方式，包括但不限于：直接连接、通过线路产生电连接、信号连接等。
23.如图1、图2所示，用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机，包括外壳主体1，设置在外壳主体1表面的卫星天线接口2、基站天线接口3、电源指示灯4、电源开关5、车辆通信接口6、结束按键7、开始按键8、工作指示灯9，以及设置在外壳主体1内部的卫星信号接收模块、多功能无线信号传输模块、计算模块、存储模块。
24.电源开关5为按压式，耐用且操作方便。开始按键、结束按键，置于外壳正面下方，电源开关按键，置于外壳右方，按键旁设置有工作指示灯和电源指示灯，操作简单，方便辨认。电源开关5用于控制本接收机的电源供应通断。电源指示灯4可设置在主供电通路上，当按下电源开关时，电源指示灯4亮起。当天线信号正常时，工作指示灯会常亮。基于车辆通信接口6，本gnss接收机可以通过信号线与农用机导航系统上位机连接进行数据传输，当需要单独使用时可直接从农用机上取下，方便快捷。车辆通信接口6可采用usb接口或其他可用于信号传输的可拔插接口，也可以设置为无线通信模块(优选同时支持蓝牙，手机网络，网桥通信等多种无线通信功能)，也可同时具备有线和无线通信结构模块。当车辆通信接口6设置为无线通信模块时，本gnss接收机可以利用无线传输(包括蓝牙，手机网络，网桥通信等)方式通过车辆通信接口将数据上传至上位机系统。本接收机还包括电源，电源为所有电子元器件供电(电源与各电子元器件的连接关系未在图2中示出)。电源模块可采用自带的
可充电锂电组，并可直接提供与其他移动电源设备连接的接口(可直接利用车辆通信接口6进行充电)，以用于锂电池组电量不足时通过外加的移动电源或电缆供电。
25.卫星天线接口2与卫星信号接收模块连接，卫星天线接口2用于安装卫星天线，卫星信号接收模块用于接收gnss信号。基站天线接口3与多功能无线信号传输模块连接，基站天线接口3用于安装基站天线，多功能无线信号传输模块用于接收基站信号、手机网络(2g/3g/4g/5g等网络)信号、蓝牙信号等其他无线信号，同时也支持无线方式向外传输数据，这就意味着，上位机可通过车辆通信接口6或多功能无线信号传输模块获取本gnss接收机数据。卫星信号接收模块、多功能无线信号传输模块、电源指示灯、电源开关、车辆通信接口、结束按键、开始按键、工作指示灯、存储模块分别与计算模块连接，存储模块还与车辆通信接口6连接。计算模块可采用单片机、微型处理器等具有数据计算处理功能的芯片元件，用于对数据进行计算，计算时采用背景技术中提到的现有技术中既有算法，无需进行软件改进。存储模块用于对计算得到的数据进行存储，并能够将存储数据通过车辆通信接口6向外部传输。计算模块得到的数据也可以直接通过车辆通信接口6向外部传输。
26.卫星信号天线和基站信号天线安装于外壳上部的两端，可360
°
旋转，接收信号时不互相干扰；卫星信号天线与卫星天线接口2间通过螺纹嵌套连接，基站信号天线和基站天线接口3间通过螺纹嵌套连接，可轻松拆卸；天线拆卸下后方便收纳、携带，缩小接收机体积。
27.本用于农机作业的车载便携式可拆卸gnss接收机工作原理如下：
28.工作人员驾驶农用车辆至待获取作业区域附近，在gnss信号接收机关机的状态下(若当前为开机状态，则按下按压式电源开关5关闭gnss信号接收机)，通过车辆通信接口6将gnss信号接收机与车辆之间的供电通信线缆断开(gnss信号接收机与车辆之间可通过usb、串口、有线网络、wifi等进行通信)，卸下gnss信号接收机。gnss接收机独立后，可由接收机内置电源进行供电，也可以通过充电通信接口6由移动电源或线缆进行供电。
29.将卫星天线接入卫星天线接口2，基站天线接入基站天线接口3(当使用其它与基站通信的方式时可不接基站天线3)。gnss信号接收机利用卫星天线2获取卫星导航数据，利用天线3与基站电台通信获取差分定位数据信息，也可通过gnss信号接收机的内置多功能无线信号传输模块(2g/3g/4g/5g等网络)通过cors网络获取网络基站定位信息，若作业区域较小、且基站在蓝牙通信距离支持范围内(目前可行的蓝牙通信可以支持500米的半径覆盖)，还可以通过多功能无线信号传输模块与基站进行通信获得差分定位数据信息。
30.按下按压式电源开关5打开gnss信号接收机，电源指示灯4会常亮。gnss信号接收机开机后，待导航信息正常后，工作指示灯10会常亮绿色，工作人员手持gnss信号接收机，到达作业区域边界上按下开始按键一8，此时工作指示灯会闪烁表示记录外边界导航轨迹数据的工作状态，按下开始按键二9，工作指示灯10会常亮绿色，再次按下开始按键二9，此时工作指示灯会闪烁表示记录内边界导航轨迹数据的工作状态，接收机将记录双天线获取的卫星信号和基站差分定位数据信号，通过位置解算获得此刻当前所在位置，并将获得的位置数据都暂存到gnss信号接收机的存储模块中。
31.当绕行作业区域一周记录导航轨迹数据完毕后，按下结束案件7，此时工作指示灯10由闪烁变为绿色常亮状态，gnss信号接收机中已存有所有导航轨迹数据记录。工作人员回至车辆上，若由外部电源供电，则断开由通信接口6连接的移动电源或线缆提供的外部供
电，将卫星天线从卫星天线接口2中取出，基站天线从基站天线接口3中取出(若已连接基站天线)，将gnss信号接收机接入车辆底座，同时将车载卫星天线接入卫星天线接口2，恢复gnss信号接收机与车辆之间的供电和通信功能。
32.接收机将存储的导航轨迹数据记录发送至车辆的智能控制终端，车辆控制终端可的导航轨迹数据记录生成作业区域边界地图，利用区域边界地图可指导车辆自动驾驶，还可进行路径规划、面积记亩等操作。
33.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。