专利名称：无线卫星定位数据图像快速传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线卫星定位数据图像快速传输装置，属于通信领域。
背景技术：
目前国内实现无线定位数据图像通信功能的系统是基于PC或PDA的，把现有的GPS系统，无线数传模块或上网卡，数码相机或摄像头，PC或PDA通过电缆连接起来，实现监控功能。到目前为止，国内还没有出现实现该功能的自动化、微型化、一体化和便携式产品。另外，具有摄像和上网功能的手机，由于其图像质量一般为30万像素，不能达到上述目的使用。同时，大部分手机不具有全球定位功能。手机本身为商用产品，不能满足野外恶劣工作的实际应用。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，把GPS(全球定位系统)定位数据、数码相机相片或移动存储器的信息，在基于微控制器系统的usb服务器自动控制下，通过GPRS网络传输到GIS(地理信息系统)服务器，用于水利、交通、公安、环保等领域，实现现场图像数据采集设备的自动化、微型化、一体化和便携式。
本实用新型的目的是这样实现的一种无线卫星定位数据图像快速传输装置，它包括数码相机、GPS模块、GPRS模块，其特征在于它还包括一块将数码相机、GPS模块、GPRS模块功能集成一体，完成图像和定位数据传输功能的控制电路，该控制电路分别由微控制器、电源模块、液晶显示模块、USB芯片、串行通道、串行通道、微机串行口通道、键盘输入模块组成，它们之间通过电气连接组成一套完整的控制电路。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于电源模块主要由开关芯片MAX1771CSA、功率开关管IRF7413组成，开关芯片MAX1771的输出引脚EXT与开关管IRF7413的控制引脚G相接，电池输入端BATT通过开关管IRF7413、限流电阻R202、R203、R206向电感L200充电，MAX1771外围电路起到调节输出电压作用，保证输出电压为需要的电压值。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于液晶显示模块由LCD128128与逻辑芯片74HC138组成，LCD128128共有数据控制线15根，分别为数据线D0～D7、复位线RST、片选线CS0、地址选择线A0、写控制线WR、读控制线RD与电源线，这些线按功能与CPU的总线分别连接；逻辑芯片74HC138用作地址译码，译码输出CS0为低电平选中液晶模块使用CPU总线与CPU通信，CS1输出低电平选中USB芯片使用CPU总线。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于USB芯片使用专门的USB主机功能芯片SL811HST。该芯片与CPU通信使用并行通信，各数据线、控制线与CPU总线相接，USB的复位信号USB_RST连接在CPU的通用I/O端口，DATA+/DATA-线是USB芯片与相机连接的端口。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于串行通道采用GPS模块，GPS模块使用3.3伏电源，GPS天线使用5伏电源，GPS模块的串行通信口0与CPU的串行通信口1相连，即GPS模块RX0引脚接CPU TX1引脚，GPS模块TX0引脚接CPU RX1引脚。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于另一个串行通道采用内嵌TCP/IP协议的GPRS模块爱立信GR47，GR47使用的是外部SIM卡座，有数据线SIM-DATA、时钟线SIM-CLK、电源线SIM-VCC、复位线SIM-RST，以上引线分别与GPRS模块相应引脚连接；CPU与GPRS模块通信通过连线TX0，RX0实现，这两根线连接CPU的串行口0的相关引脚。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于微机串行口通道使用MAX3221芯片进行电平转换，使CPU能与电脑通讯，接收服务器软件的各种查询、控制和设置命令。
上述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于键盘输入模块设有7个按键。
本实用新型具有如下优点集成化程度高，体积小，便于携带使用，适应野外工作环境，操作简单等优点。
以下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。
图1是本实用新型的方框图；图2是本实用新型的电源电路原理图；图3是本实用新型的电路原理图1；图4是本实用新型的GPRS电路原理图；图5是本实用新型的微控制器电路原理图；图6是本实用新型的GPS电路原理图；图7是本实用新型的键盘电路原理图。
具体实施方式
如图1～图7所示，一种无线卫星定位数据图像快速传输装置，它包括数码相机1、GPS模块2、GPRS模块3，其特征在于它还包括一块将数码相机1、GPS模块2、GPRS模块3功能集成一体，完成图像和定位数据传输功能的控制电路4，该控制电路分别由微控制器5、电源模块6、液晶显示模块7、USB芯片8、串行通道9、串行通道10、微机串行口通道11、键盘输入模块12组成，它们之间通过电气连接组成一套完整的控制电路；电源模块6主要由开关芯片MAX1771CSA、功率开关管IRF7413组成，开关芯片MAX1771的输出引脚EXT与开关管IRF7413的控制引脚G相接，电池输入端BATT通过开关管IRF7413、限流电阻R202、R203、R206向电感L200充电，MAX1771外围电路起到调节输出电压作用，保证输出电压为需要的电压值；液晶显示模块7由LCD128128与逻辑芯片74HC138组成，LCD128128共有数据控制线15根，分别为数据线D0~D7、复位线RST、片选线CS0、地址选择线A0、写控制线WR、读控制线RD与电源线，这些线按功能与CPU的总线分别连接；逻辑芯片74HC138用作地址译码，译码输出CS0为低电平选中液晶模块使用CPU总线与CPU通信；CS1输出低电平选中USB芯片使用CPU总线；USB芯片8使用专门的USB主机功能芯片SL811HST。该芯片与CPU通信使用并行通信，各数据线、控制线与CPU总线相接，USB的复位信号USB_RST连接在CPU的通用I/O端口，DATA+/DATA-线是USB芯片与相机连接的端口；串行通道9采用GPS模块，GPS模块使用3.3伏电源，GPS天线使用5伏电源，GPS模块的串行通信口0与CPU的串行通信口1相连，即GPS模块RX0引脚接CPU TX1引脚，GPS模块TX0引脚接CPU RX1引脚；串行通道10采用内嵌TCP/IP协议的GPRS模块爱立信GR47，GR47使用的是外部SIM卡座，有数据线SIM-DATA、时钟线SIM-CLK、电源线SIM-VCC、复位线SIM-RST，以上引线分别与GPRS模块相应引脚连接；CPU与GPRS模块通信通过连线TX0，RX0实现，这两根线连接CPU的串行口0的相关引脚；微机串行口通道11使用MAX3221芯片进行电平转换，使CPU能与电脑通讯，接收服务器软件的各种查询、控制和设置命令；键盘输入模块12设有7个按键。其工作原理是这样的，按电源键开机，系统自动启动并进入工作状态，液晶显示进入工作主界面。按下数码相机拍摄键，得到需要图片。按传输键，系统自动读取相片，同时系统保存该时刻GPS(全球定位系统)定位信息。把图片和定位信息按照规定数据格式保存下来，同时以UDP协议包方式，通过GPRS模块发射出去，经GPRS网络和Internet网络，传输到GIS(地理信息系统)服务器。如果工作区域没有GPRS信号，可以先保存图片和定位信息，到有GPRS信号区域，重新传输。现就各部分电路工作原理进行说明，仪器使用单节3.6安时的锂电池供电，由于系统是便携式产品，而且各个模块电压电流要求不同，故采用升压开关电源实现系统的供电。系统需要的电压种类多，而且电流要求大，相机要求6V、1.5A；GPRS模块要求3.6V，500mA；微处理器及外围芯片需要3.3V，500mA，这样的电压电流需求对电池有极大的要求，仪器采用分路方式处理不同电压需求，相机要求电压高，电流大，单独使用一路开关电源，开关电源设置输出为6V，2A，满足相机的要求，并且留出一定裕量，确保相机稳定工作，GPRS与系统共同使用一路电源，由于锂电池的电压范围为3.3伏～4.3伏，系统要求的电压在这个范围的中间，使得不可以使用电池直接供电，这路电源设计为先利用开关电源升压到5V，再利用低压差稳压器件(LDO)得到3.6伏和3.3伏供系统、GPRS模块和GPS模块使用，仪器使用大容量锂电池、使用分路供电和先升压后稳压的方式解决了仪器便携供电的问题。在本实施例中，如图2所示，电路中主要部分为开关芯片MAX1771CSA，功率开关管IRF7413，开关芯片MAX1771的输出引脚EXT输出PWM控制脉冲给开关管IRF7413的控制引脚G，使得IRF7413处于打开或者关闭状态，IRF7413打开时，电池输入端BATT通过开关管IRF7413、限流电阻R202、R203、R206向电感L200充电，当开关管关闭时，由于电感电流不能够突变的原理，使得电感通过肖特基二极管D204，D200向负载供电，达到升压的目的，MAX1771外围电路起到调节输出电压作用，保证输出电压为需要的电压值。通过单片机外扩展USB芯片SL811HST，配合系统的服务器软件实现USB主机功能，按USB协议，系统先对数码相机进行枚举、识别，建立起初步通信基础，然后分析数码相机的文件系统，按照相机的容量，有以下文件系统格式FAT12、FAT16、FAT32，系统分辨出数码相机的文件系统，就按照系统的结构找到图片数据绝对扇区地址，系统根据这个地址和FAT表，读出用户选择的图片的相应数据，放到系统缓存中，由于系统缓存容量不允许一次读出图片的全部数据，本实施例设计成分次读取，分次发送的方式，每次从相机读出24K数据，然后打包成多个按TCP/IP协议规范的小数据包，发送到GPRS网络，服务器收到这些数据包，按数据包的包号重组，恢复这24K数据，并且利用错漏重发机制保证这24K数据的正确性，如果数据不够24K，按实际数据量读取和发送，这样按照分次读取，分次发送，数据重组，错漏重发的方式，保证了图片数据的完整性和正确性。本实施例是这样实现的，使用专门的USB主机功能芯片SL811HST，该芯片与CPU通信使用并行通信，各数据线、控制线与CPU总线相接，如图3所示，USB芯片与液晶接口一样，占用CPU的RAM地址区，译码选择信号为CS1，当CS1为低电平时，USB芯片占用CPU总线，与CPU进行数据交换，USB的复位信号USB_RST连接在CPU的通用I/O端口，在CPU要与USB通信前，应先复位USB芯片，DATA+/DATA-线是USB芯片与相机的连接的端口，把这两根数据线加上电源线，使用合适的USB迷你接头，接上相机就可以通信，获取图片了。本实用新型采用内嵌TCP/IP协议栈的GPRS模块爱立信GR47，实现GPRS网络传输功能，GR47在系统中是作为一个数据MODEM来使用的，微处理器与GR47是通过RS232串行通道来连接的，所有交互操作都是以串行通讯方式进行，数据微处理器通过AT命令与GR47通信，控制GR47的状态和数据传输，GR47有两种状态命令状态和数据状态，在命令状态，GR47接收微处理器的AT命令，执行命令返回执行结果，在数据状态，GR47把接收到微处理器的所有数据按TCP/IP协议打包，发送到GPRS网络中，GR47是系统与网络的通信桥梁，一般，GR47处于命令状态，微处理器向GR47查询信号强度等状态信息，当发送数据时，微处理器向GR47发送“连接网络”AT命令，GR47自动连接到网络，连接成功，GR47进入数据状态，微处理器把数据发送给GR47，由GR47发送到网络，GR47在数据状态时，把从网络接收到的数据，原封不动地传输给微处理器，这样，微处理器就得到了服务器的反馈信息，与服务器通信。GPS模块具有自动定位功能，只要给GPS模块供电，设置好参数要求，GPS模块的串口就会以每秒一次的频率输出定位信息和时间信息。微处理器通过串行通信与模块连接，对模块进行控制和接收定位数据，系统使用NMEA 0183的GPS格式，从GPS数据中得到经纬度，高程，时间，日期，卫星状况等信息，只要仪器操作员拍摄一副图片并且进行传输，系统自动把当前的经纬度信息、日期信息、时间信息与图片相对应地存储下来，这样图片就具有了拍摄地点(经纬度)和拍摄时间(日期时间)的记录信息。用户在计算机上使用服务器等设置软件，可以对仪器的参数进行设置。计算机和仪器的连接是通过RS232串行通讯进行的，可以设置仪器操作员的代号和名字，以便在记录数据库中分辩数据的采集来源，可以设置服务器的IP地址，使仪器与服务器能够连接正确。键盘采用薄膜键盘，提高按键的可操作性和键盘易安装性，键盘设有方向键，确定键，取消键，传输键，电源。本实用新型具有集成化程度高，体积小，便于携带使用，适应野外工作环境，操作简单等优点。
权利要求1.一种无线卫星定位数据图像快速传输装置，它包括数码相机(1)、GPS模块(2)、GPRS模块(3)，其特征在于它还包括一块将数码相机(1)、GPS模块(2)、GPRS模块(3)功能集成一体，完成图像和定位数据传输功能的控制电路(4)，该控制电路分别由微控制器(5)、电源模块(6)、液晶显示模块(7)、USB芯片(8)、串行通道(9)、串行通道(10)、微机串行口通道(11)、键盘输入模块(12)组成，它们之间通过电气连接组成一套完整的控制电路。
2.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于电源模块(6)主要由开关芯片MAX1771CSA、功率开关管IRF7413组成，开关芯片MAX1771的输出引脚EXT与开关管IRF7413的控制引脚G相接，电池输入端BATT通过开关管IRF7413、限流电阻R202、R203、R206向电感L200充电，MAX1771外围电路起到调节输出电压作用，保证输出电压为需要的电压值。
3.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于液晶显示模块(7)由LCD128128与逻辑芯片74HC138组成，LCD128128共有数据控制线15根，分别为数据线D0~D7、复位线RST、片选线CS0、地址选择线A0、写控制线WR、读控制线RD与电源线，这些线按功能与CPU的总线分别连接；逻辑芯片74HC138用作地址译码，译码输出CS0为低电平选中液晶模块使用CPU总线与CPU通信，CS1输出低电平选中USB芯片使用CPU总线。
4.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于USB芯片(8)使用专门的USB主机功能芯片SL811HST。该芯片与CPU通信使用并行通信，各数据线、控制线与CPU总线相接，USB的复位信号USB_RST连接在CPU的通用I/O端口，DATA+/DATA-线是USB芯片与相机连接的端口。
5.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于串行通道(9)采用GPS模块，GPS模块使用3.3伏电源，GPS天线使用5伏电源，GPS模块的串行通信口0与CPU的串行通信口1相连，即GPS模块RX0引脚接CPU TX1引脚，GPS模块TX0引脚接CPU RX1引脚。
6.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于串行通道(10)采用内嵌TCP/IP协议的GPRS模块爱立信GR47，GR47使用的是外部SIM卡座，有数据线SIM-DATA、时钟线SIM-CLK、电源线SIM-VCC、复位线SIM-RST，以上引线分别与GPRS模块相应引脚连接；CPU与GPRS模块通信通过连线TX0，RX0实现，这两根线连接CPU的串行口0的相关引脚。
7.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于微机串行口通道(11)使用MAX3221芯片进行电平转换，使CPU能与电脑通讯，接收服务器软件的各种查询、控制和设置命令。
8.根据权利要求1所述的无线卫星定位数据图像快速传输装置，其特征在于键盘输入模块(12)设有7个按键。
专利摘要本实用新型公开了一种无线卫星定位数据图像快速传输装置，它包括数码相机、GPS模块、GPRS模块，其特征在于它还包括一块将数码相机、GPS模块、GPRS模块功能集成一体，完成图像和定位数据传输功能的控制电路，该控制电路分别由微控制器、电源模块、液晶显示模块、USB芯片、串行通道、串行通道、微机串行口通道、键盘输入模块组成，它们之间通过电气连接组成一套完整的控制电路。本实用新型具有集成化程度高，体积小，便于携带使用，适应野外工作环境，操作简单等优点。
文档编号H04N7/20GK2814846SQ20052006128
公开日2006年9月6日 申请日期2005年7月13日 优先权日2005年7月13日
发明者陈阳宇, 陈军强 申请人:陈阳宇