专利名称：全球定位系统的收发装置及其数据传输方法
技术领域：
本发明涉及全球定位系统(global position system，GPS)的收发装置及其相应的数据传输方法，尤其指一种使用传输控制协议/因特网通信协议来传送相对应的座标数据的收发装置及其相应的数据传输方法。
背景技术：
过去，全球定位系统(GPS)的建立主要是用于军事用途，例如船舰于海洋中的定位，或是飞弹的导航与定位等等，而随着全球定位系统的发展，目前已普遍地应用于一般大众的生活之中。全球定位系统主要包含有复数个定位卫星，一地面控制中心，以及一用户端，所述定位卫星分布于地球轨道上，用来传输包含距离数据的定位信号，一般而言，一个完整的定位卫星系统最少要有24颗定位卫星，而每一卫星则每12小时环绕地球一周。所述地面控制中心是用来管理所述定位卫星，并依据所述定位卫星所传送回来的高度、位置、速度等等数据来监控每一定位卫星，而所述用户端则必须接收三颗定位卫星所传送的定位信号才能完成定位操作。由于全球定位系统可用来提供用户端的位置，所以目前常见于导航系统及管理系统中，例如车辆导航系统与车辆管理系统。请参阅图1，图1为现有技术的管理系统10的功能方块示意图，管理系统20包含有一控制中心12以及一用户端14，而用户端14即为控制中心12所欲管理的目标，例如一车辆，而用户端14会接收定位卫星16所传送的定位信号18，然后通过定位信号18算出其座标后，将所述座标传输至控制中心12，因此控制中心12便可得知目前用户端14的位置。管理系统10的操作详述如下。
用户端14包含有一全球定位系统接收天线(GPS antenna)20，一全球定位系统模块(GPS module)22，一计算机系统24，一无线通信模块26，一通信天线28。控制中心12包含有一通信天线30，一无线通信模块32，以及一计算机系统34。接收天线20是用来接收定位卫星16所传送的定位信号18，并将定位信号18传输至全球定位系统模块22，而全球定位系统模块22对定位信号18进行运算以求出目前用户端14的经纬度位置。计算机系统24用来控制用户端14的运作以协调内部元件的操作，当计算机系统24接收用户端14所输出的座标数据后，会将其进一步传送至无线通信模块26。无线通信模块26是一蜂窝电话模块而应用于一蜂窝电话系统，例如泛欧数字式蜂窝电话系统(global system for mobile communications，GSM)，用来将用户端14的座标数据转换为射频信号36，并经由通信天线28传输至控制中心12。此外，用户端14与控制中心12之间设置有复数个基站(未显示)，用来中继传输射频信号36，而控制中心12的通信天线30会接收射频信号36，并传输至相对应的无线通信模块32。无线通信模块32会处理射频信号36而得到用户端14的座标数据，并传送至计算机34存储或进一步处理，举例来说，若用户端14的座标数据是经由用户端14的无线通信模块26转换为语音信号，则控制中心12的无线通信模块32便会自语音信号中分离出用户端14的座标数据(经纬度信号)，然后再传送至计算机系统34，同样地，若用户端14的座标数据是经由用户端14的无线通信模块26转换为简讯(message)，则控制中心12的无线通信模块32会直接将所述简讯传输至计算机系统34，因此，控制中心12便可取得用户端14的经纬度位置。此外，控制中心12的计算机系统34可执行一地理信息系统(geographicalinformation system，GIS)，并依据用户端14的经纬度位置而将用户端14目前位置显示于一相对应地图上，同样地，用户端14的计算机系统24亦可执行一地理信息系统，而于用户端14上直接显示其地图位置。
如上所述，现有技术的管理系统10的用户端14应用全球定位系统来取得其座标数据，并经由现有技术的数字式蜂窝电话系统来传输所述座标数据至控制中心12，对于现有技术的蜂窝电话系统而言，其是以蜂巢式基站作网络，可执行数字信号传送，所以除了电话通信之外，还可以享有数字服务的优点，然而现有技术的数字式蜂窝电话系统必须为用户端14与控制中心12建立一通信信道(channel)，如此用户端14才能顺利地将其座标数据传送至控制中心12，也就是说，在通信期间，所述通信信道仅为用户端14与控制中心12所占用，因此会占用现有技术的数字式蜂窝电话系统的一部分频宽，所以本身通信成本高，且用户端14是定期将其座标数据传送至控制中心12，而无法达到实时(real time)处理的功能，若要做到实时处理则会使现有技术的管理系统10的数据传输成本大为提高。此外，用户端14以及控制中心12属于点对点(pier-to-pier)的传输，且用户端14以及控制中心12皆必须同时支持现有技术的数字式蜂窝电话系统，当用户端14欲传输其座标数据至另一控制中心12时，用户端14必须与另一控制中心12重新建立连线，所以当复数个控制中心12需管理同一用户端14的座标数据时，用户端14与各控制中心12的连线建立会使现有技术的管理系统10的执行效率不佳。一般而言，用户端14使用工业计算机(IPC)结构，例如一嵌入式单板计算机(embedded single board computer)，然而其本身体积大，耗电量高，以及成本较高，此外，用户端14仅是用来接收定位信号18，以及将定位信号18转换为座标数据而传输至控制中心12，因此所述座标数据均会传送至控制中心12存储，而不会同时存储于用户端14中，因此用户端14的使用者便无法自用户端14本身取得其相关座标数据，亦即无法于用户端14对所述座标数据自行进行分析，以及所述用户端14无法与另一计算机系统交换座标数据，而造成使用上不便。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种可将座标数据转换为符合传输控制协议/因特网通信协议(transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP)格式以及使用宽频电话系统来传输该座标数据的收发装置，以解决上述问题。
按照本发明的一个方面，提供了一种全球定位系统(GPS)的收发装置，用来接收复数个定位卫星所传送的座标定位信号，以及将所述座标定位信号传输至一第一计算机系统。所述收发装置包含有一微处理电路(microprocessor)，用来控制所述收发装置的运作，一数据接收模块(GPSmodule)，电连接于所述微处理电路，用来经由一接收器(receiver)接收所述座标定位信号，并将所述座标定位信号转换为相对应座标数据而传输至所述微处理电路，以及一网络控制电路，电连接于所述微处理电路，用来将所述数据接收模块所接收的座标数据转换为符合一传输控制协仪/因特网通信协议(TCP/IP)的相对应网络数据包(package)，并经由一数据包交换(packet-switch)网络传输至所述第一计算机系统。
按照本发明的另一个方面，提供了一种全球定位系统(GPS)的收发装置的数据传输方法，所述收发装置接收复数个定位卫星所传送的座标定位信号，并转换所述座标定位信号为一相对应的座标数据，所述数据传输方法用来传输所述座标数据至一计算机系统，所述数据传输方法包含有转换所述座标数据为符合超文本传输协议(HTTP)的相对应网络数据包；以及使用一无线传输系统输出所述网络数据包至所述计算机系统；其中所述收发装置经由所述无线传输系统而连接于一因特网，并经由所述因特网传送所述网络数据包至所述计算机系统。
图1为现有技术的管理系统的功能方块示意图。
图2为本发明收发装置的功能方块示意图。
图3为图2所示的收发装置与计算机系统的数据传输示意图。
附图中的各个附图标记说明如下10管理系统12控制中心14用户端 16定位卫星18定位信号20、42接收天线22全球定位系统模块24、34、62计算机系统26、32无线通信模块28、30、54通信天线40收发装置44第一数据接收模块46微处理电路 48存储装置49数据输出模块50网络控制电路52无线传输模块56、58、64 RS-232串接接口60网络数据包 70地理信息系统72第二数据接收模块74接收端口76输入装置78控制信号82因特网具体实施方式
请参阅图2，图2为本发明收发装置40的功能方块示意图。收发装置40与图1的用户端14的功能类似，两者均是用来接收定位卫星所传送的定位信号，并传送对应所述定位信号的座标数据至另一主机(例如图1的控制中心12)。收发装置40包含有一全球定位系统接收天线(GPS antenna)42，一第一数据接收模块(GPS module)44，一微处理电路(microprocessor)46，一存储装置48，以及一数据输出模块49。数据输出模块49用来控制收发装置40与计算机系统62之间的数据传递，其包含有一网络控制电路50，一无线传输模块52，以及一通信天线54。微处理电路46用来控制收发装置40的运作，接收天线42用来接收定位卫星所传送至定位信号，并传输至第一数据接收模块44，本实施例使用天线结构来直接接收所述定位信号，然而亦可使用其他接收器来接受收发装置40的定位信号，均属本发明的范畴。第一数据接收模块44电连接于微处理电路46，用来对接收天线42所接收的定位信号进行运算以产生收发装置40的相对应座标数据，而第一数据接收模块44与微处理电路46经由一RS-232串接接口56来传递信号，因此第一数据接收模块44通过RS-232串接接口56而将所述座标数据传输至微处理电路46。然后，微处理电路46将所述座标数据进一步传送至网络控制电路50以将所述座标数据转换为符合传输控制协议/因特网通信协议(TCP/IP)的相对应网络数据包(network package)。此外，网络控制电路50与一无线传输模块52经由一RS-232串接接口58来传递信号，因此网络控制电路56通过RS-232串接接口56而将所述网络数据包传输至无线传输模块52，无线传输模块52可经由无线传输的方式将所述网络数据包通过一通信天线54而传送至一计算机系统62。存储装置48电连接于微处理电路46，用来存储所述座标数据而达到备份的目的。
本实施例中，无线传输模块52是一蜂窝电话模块，且所述蜂窝电话模块是应用宽频传输技术，例如一综合数据包无线服务(General Packet RadioService，GPRS)或者一分码分多址(code division multiple access，CDMA)来传输网络数据包60至计算机系统62，以综合数据包无线服务为例，目前最流行的无线通信当属泛欧式蜂窝电话通信系统(GSM)，以及在有线通信上最为流行的因特网，尽管如今这两种网络皆蓬勃发展，但是因为泛欧式蜂窝电话通信系统的连线是以电路交换(circuit-switch)方式，而因特网上的数据传递则以数据包交换(package-switch)的方式，不同的交换结构，导致彼此间的网络几乎都是独立运作，并不互相连接，然而综合数据包无线服务的技术标准的制定与发展则改变这两种网络互相独立的现况。综合数据包无线服务是在现有的泛欧式蜂窝电话通信系统上，加上几个数据交换节点，因为数据交换节点具有处理数据包的功能，所以使得泛欧式蜂窝电话通信系统能够和因特网互相连接，所以泛欧式蜂窝电话通信系统本身无线传输的便利与因特网信息的丰富都能彼此共享，因此本实施例是以数据包方式来传输收发装置40的座标数据，相较于现有技术的利用蜂窝电话通信系统而以语音与简讯方式来传递座标数据，本实施例可拥有较低的通信成本，且传递速度快而可达到实时处理的功能，例如收发装置40可以每秒传输一笔座标数据的方式来实时更新计算机系统62上的数据，因此若计算机系统62执行一地理信息系统，则所述地理信息系统则因为实时更新的座标数据而可于地图中平滑地显示收发装置40的移动情形。此外，本实施例中，收发装置40通过因特网而连接于计算机系统62，所以收发装置40可将其座标数据同时传递给连接于所述因特网的复数个计算机系统62，收发装置40与计算机系统62均具有其网络位址(IP address)，因此可轻易地通过所述网络位址进行数据传输。
请参阅图2及图3，图3为图2所示的收发装置40与计算机系统62的数据传输示意图。如前所述，收发装置40可通过综合数据包无线服务的移动通信系统而连接于因特网82，因此各收发装置40分别具有其网络位址，同时各计算机系统62亦连接于因特网82，亦分别具有其网络位址，而收发装置40与计算机系统62之间则经由网络数据包60而达到数据交换的目的，亦即因特网82是一数据包交换的结构，当计算机系统62完成接收一收发装置40所输出的网络数据包60后，计算机系统62随即可接收其他收发装置40所输出的网络数据包60，相较于电路交换的结构，收发装置40与计算机系统62之间并未建立相对应信道以传输两者之间的信号，因此本实施例中，计算机系统62便可经由因特网82快速地接收不同收发装置40所输出的网络数据包60，而收发装置40亦可经由因特网82将网络数据包60传输至不同计算机系统62，亦即本实施例仅需进行收发装置40与所述因特网的连接便可通过所述因特网而与复数个计算机系统62进行数据传输，因此可大幅提升数据传输的效率。
此外，本实施例的存储装置48是非易失性存储器(non-volatile memory)，例如快闪存储器装置(flash memory)，且存储装置48是一可插拔的结构，例如紧凑式快闪存储器卡(compact flash card，CF card)，因此使用者可取出所述快闪存储器卡，并将所述快闪存储器卡中所存储的数据读出以进行分析，以及将所述快闪存储器卡中所存储的数据交由另一计算机系统处理，因此经由可插拔的设计可提高本发明收发装置40的便利性。此外，本实施例中，微处理电路46是一单晶片系统(system on chip，SOC)，且微处理电路46另可经由一RS-232串接接口64而直接电连接于一计算机系统66(例如车用导航系统)，亦即微处理电路46可将座标数据经由RS-232串接接口64而传输至计算机系统66，计算机系统66是用来执行一地理信息系统70，因此所述地理信息系统70可同时接收到收发装置40的相对应座标数据，并显示于所述地理信息系统的地图上。
本实施例中，网络控制电路50会将座标数据转换为符合传输控制协议/因特网通信协议的相对应网络数据包，例如符合超文本传输协议(hypertexttransmission protocol，HTTP)或符合简单信件传输协议(simple mail transferprotocol，SMTP)的网络数据包，举例来说，当座标数据被转换为符合信件传输协议的网络数据包时，座标数据以电子邮件的方式传递至计算机系统62，因此一使用者便可通过电子邮件而自计算机系统62接收收发装置40所输出的相对应座标数据，由于本实施例是使用所述传输控制协议/因特网通信协议来作为信号传递的通信底层，因此其可通用于不同的作业平台，并且使用者可依据所述传输控制协仪/因特网通信协议而随本身需求来制订收发装置40与计算机系统62之间的传输规格与接口。
此外，收发装置40还包含有一第二数据接收模块2与接收端口74，一输入装置76电连接于接收端口74，用来输出一控制信号78，举例来说，输入装置76为一汽车防盗系统或任何控制按钮，当所述汽车防盗系统或控制按钮被触发时，则会产生相对应的控制信号78，因此第二数据接收模块72便会经由接收端口74接收到控制信号78，并将控制信号78转换为相对应的警示消息(message)，然后通过RS-232串接接口而传送至微处理电路46，并且第一数据接收模块44亦会将收发装置40的座标数据传送至微处理电路46。微处理电路46则会使所述警示数据包含有所述座标数据而传送至网络控制电路50，并进一步地转换为符合传输控制协仪/因特网通信协议(TCP/IP)的网络数据包，以及通过RS-232串接接口58传送至无线传输模块52。无线传输模块52则可经由无线传输的方式将网络数据包60通过一通信天线54而传送至一计算机系统62，因此计算机系统62便可进一步地接收到所述警示数据而得知目前收发装置70的状况与位置。此外，本发明的收发装置40中的微处理电路46是单晶片系统，因此使收发装置40拥有体积小与耗电量低的特性，以及收发装置40可综合于个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)，或与一手机-蜂窝电话(cellular phone)结合，亦即本发明收发装置40中的无线传输模块52与通信天线54可由所述手机加以取代。此外，输入装置78与接收端口74之间亦可利用无线传输的方式来传递控制信号，例如使用红外线传输或蓝芽(blue tooth)无线传输。
相较于现有技术，本发明全球定位系统的收发装置包含有一网络控制电路，用来将座标数据转换为符合传输控制协仪/因特网通信协议的网络数据包，并经由一应用宽频传输的蜂窝电话系统来将所述网络数据包传输至一计算机系统，由于使用宽频传输，因此所述收发装置与所述计算机系统之间可做到实时处理，且以网络数据包传输可以节省通信成本，以及以所述传输控制协仪/因特网通信协议为基础，使用者便可轻易地依据本身需求来制订所述收发装置与所述计算机系统之间数据传输的格式，且不受限于不同的工作平台。由于座标数据是经由因特网传送，所以所述座标数据可经由网络位址而轻易地传送至所述因特网上的任一计算机系统，亦即本发明全球定位系统的收发装置可进行一对多的传输模式以扩大其应用范围，此外，所述接收装置中的微处理电路是以单晶片系统，因此使得所述接收装置本身体积小且耗电量低，以及所述接收装置使用可插拔的存储装置，因此使用者可将所述存储装置取出，并与另一计算机系统交换所述存储装置中所存储的座标数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种全球定位系统(GPS)的收发装置，用来接收复数个定位卫星所传送的座标定位信号，并且将该座标定位信号传输至第一计算机，所述收发装置包含有一微处理电路，用来控制所述收发装置的运作；一第一数据接收模块，电连接于所述微处理电路，用来经由一接收器接收所述座标定位信号，并将所述座标定位信号转换为相对应的座标数据从而传输至所述微处理电路；以及一网络控制电路，电连接于所述微处理电路，用来将所述第一数据接收模块所接收的座标数据转换为符合一传输控制协议/因特网通信协议(TCP/IP)的相对应的网络数据包，并经由一数据包交换网络传输至所述第一计算机系统。
2.如权利要求1所述的收发装置，其中所述接收器是一全球定位系统(GPS)接收天线。
3.如权利要求1所述的收发装置，其中所述数据包交换网络是一因特网。
4.如权利要求1所述的收发装置，还包含有一无线传输模块，电连接于所述网络控制电路，用来将所述网络数据包以无线传输方式经由一通信天线传送至所述第一计算机系统。
5.如权利要求4所述的收发装置，还包含有一存储装置，电连接于所述微处理电路，用来存储所述座标数据。
6.如权利要求5所述的收发装置，其中所述存储装置包含有一非易失性存储器。
7.如权利要求6所述的收发装置，其中所述非易失性存储器是一快闪存储器装置。
8.如权利要求7所述的收发装置，其中所述快闪存储器装置是一可插拔的存储器卡。
9.如权利要求8所述的收发装置，其中所述存储器卡是一紧凑型快闪存储器卡。
10.如权利要求9所述的收发装置，其中所述第一计算机系统通过接收所述收发装置所传送的网络数据包而取得对应于所述存储装置中所存储的座标数据。
11.如权利要求4所述的收发装置，其中所述网络控制电路经由一RS-232串行接口将所述网络数据包传输至所述无线传输模块。
12.如权利要求4所述的收发装置，其中所述无线传输模块使用综合数据包无线服务(GPRS)通信系统来传输所述网络数据包至所述第一计算机系统。
13.如权利要求4所述的收发装置，其中所述无线传输模块使用一分码分多址(CDMA)通信系统来传输所述网络数据包至所述第一计算机系统。
14.如权利要求4所述的收发装置，其中所述无线传输模块是一蜂窝电话。
15.如权利要求1所述的收发装置，其中所述第一数据接收模块经由一RS-232串行接口而将所述座标数据传输至所述微处理电路。
16.如权利要求1所述的收发装置，其中所述网络数据包符合超文本传输协议(HTTP)。
17.如权利要求1所述的收发装置，其中所述网络数据包符合简单信件传输协议(SMTP)。
18.如权利要求1所述的收发装置，其中所述微处理电路是单晶片系统(SOC)。
19.如权利要求1所述的收发装置，该装置电连接于第二计算机系统，该第二计算机系统用来执行地理信息系统(GIS)。
20.如权利要求19所述的收发装置，其中所述微处理电路经由一RS-232串行接口将所述第一数据接收模块所输出的座标数据传输至所述第二计算机系统所执行的地理信息系统。
21.如权利要求1所述的收发装置，还包含有一第二数据接收模块，电连接于所述微处理电路，用来接收一输入装置所输出的控制信号，并将所述控制信号转换为相对应的消息。
22.如权利要求21所述的收发装置，其中所述微处理电路将所述消息与所述座标数据同时传送至所述第一计算机系统。
23.如权利要求21所述的收发装置，其中所述输入装置是一警报系统，并且，当所述警报系统被触发时，产生所述控制信号。
24.一种全球定位系统(GPS)的收发装置的数据传输方法，所述收发装置接收复数个定位卫星所传送的座标定位信号，并转换所述座标定位信号为一相对应的座标数据，所述数据传输方法用来传输所述座标数据至一计算机系统，所述数据传输方法包含有转换所述座标数据为符合超文本传输协议(HTTP)的相对应网络数据包；以及使用一无线传输系统输出所述网络数据包至所述计算机系统；其中所述收发装置经由所述无线传输系统而连接于一因特网，并经由所述因特网传送所述网络数据包至所述计算机系统。
25.如权利要求24所述的数据传输方法，其中所述无线传输系统是一综合数据包无线服务(GPRS)移动通信系统。
全文摘要
本发明提供一种全球定位系统的收发装置及其相对应的数据传输方法，所述收发装置包含有一微处理电路，用来控制所述收发装置的运作，一数据接收模块，电连接于所述微处理电路，用来经由一接收天线接收所述坐标定位信号，并将所述坐标定位信号转换为相对应坐标数据而传输至所述微处理电路，一网络控制电路，电连接于所述微处理电路，用来将所述数据接收模块所接收的坐标数据转换为符合一传输控制协议/因特网通信协议的相对应网络数据包，并经由一因特网传输至一计算机系统，以及一无线传输模块，电连接于所述网络控制电路，用来将所述网络数据包以无线传输方式经由一通信天线传送至一计算机系统。
文档编号G06F15/16GK1479114SQ0214144
公开日2004年3月3日 申请日期2002年8月30日 优先权日2002年8月30日
发明者丘玓, 张广居, 丘 申请人:华夏科技股份有限公司