专利名称：航标遥测遥控终端的多模通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种遥测遥控装置，特别是涉及一种航标遥测遥控终端的多模通信装置。
背景技术：
航标遥测遥控终端是航标遥测遥控系统的关键部件。目前的航标遥测遥控终端主 要都是采用单片机为处理器，程序设计基本上采用大循环程序架构。这不仅大大地影响终 端工作的稳定性和可靠性，而且由于资源的限制，使终端仅能实现航标工作状态、能源、位 置等基本信息的采集和报警功能，不能满足现代化航标对航标遥测遥控终端的要求。航标 遥测遥控终端是一个既要与多种航标设备、GPS、采集电路相连实现数据采集又要与GSM模 块相连实现数据传输，同时又要实现数据处理、分析、判断、响应等任务的复杂系统。因此， 如何提高终端的性能，确保终端工作的稳定性，保证系统通信的稳定可靠，以及在大数据量 采集时终端可以适用，是当前航标遥测遥控终端实现的难点之一。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种通信稳定可靠、能满足大数据量传输需求的航标 遥测遥控终端的多模通信装置。为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是本实用新型是一种航标遥测遥控终端的多模通信装置，它包括嵌入式处理器模块 1、双模通信模块2、定位与滤波处理模块3、助航信息采集与控制模块4、能源传感器信息采 集模块5 ；所述的双模通信模块2、定位与滤波处理模块3、助航信息采集与控制模块4、能源 传感器信息采集模块5分别通过内部通信总线与嵌入式处理器模块1连接。所述的双模通信模块2主要由GSM/GPRS通信模块21、CDMA通信模块22、智能切 换电路23组成；所述的GSM/GPRS通信模块21、CDMA通信模块22与智能切换电路23相连， 智能切换电路23和嵌入式处理器模块1相连。它们的内部通信接口为异步通信接口，嵌入 式处理器模块1使用串口 0。所述的定位与滤波处理模块3主要由GPS-OEM模块31与通信接口模块32组成； 所述的GPS-OEM模块31与通信接口模块32相连，通信接口模块32与嵌入式处理器模块 1相连。所述的GPS-OEM模块31通过RS-232接口输出定位数据；所述的通信接口模块32 的TXD1、RXDl与嵌入式处理器模块1的串口 1相连。所述的助航信息采集与控制模块4包括助航设备通信接口 41，该助航设备通信接 口 41与嵌入式处理器模块1相连；助航设备通信接口 41通过P6直接与具有通信接口的助 航设备直接连接。所述的助航设备通信接口 41连接到嵌入式处理器模块1的串行通信接口 2。 所述的能源传感器信息采集模块5包括可以采集工作电流、电压的电源电路；电压采集电路采用嵌入式处理器模块1中自带的AD/C电路由AINO接入，AINO接到Pl的2 端；嵌入式处理器模块1中AN2、AIN3接到5毫欧电阻的两端，利用嵌入式处理器模块1中 自带的AD/C电路采集电压，经过数据处理软件转换为电流。采用上述方案后，本实用新型的终端具有GPRS/SMS、CDMA多种通信方式，可自动 切换，使数据传输更加稳定、可靠；并可以支持大数据量传输的需求，采用操作系统管理终 端的工作大大提高了系统的总体性能，使系统不仅可以根据需要进行功能配置，而且能够 实现终端的数据处理，可以满足各种航标监控的需求。此外，本实用新型采用嵌入式系统技 术来设计和开发大大提高终端的性能和稳定性，支持GPRS、CDMA双模通信，保证了系统通 信的稳定可靠，能够满足大数据量传输的需求。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的系统结构图。图2是本实用新型双模通信模块的一个结构框图。图3是本实用新型定位与滤波处理模块的一个结构框图。图4是本实用新型能源传感器信息采集模块的一个结构框图。图5是本实用新型GSM通信模块的电路图。图6是本实用新型CDMA通信模块的电路图。图7是本实用新型的智能切换电路图。图8是本实用新型的通信接口模块电路图。图9是本实用新型助航设备通信接口的电路图。图10是本实用新型的电源传感器信息采集模块电路图。图11是本实用新型的系统模块电路连接图。
具体实施方式
如图1、图11所示，本实用新型是一种航标遥测遥控终端的多模通信装置，由5个 独立的功能单元相互连接组成，它包括嵌入式处理器模块1、双模通信模块2、定位与滤波 处理模块3、助航信息采集与控制模块4、能源传感器信息采集模块5。所述的双模通信模块 2、定位与滤波处理模块3、助航信息采集与控制模块4、能源传感器信息采集模块5分别通 过内部通信总线与嵌入式处理器模块1连接。图2中，所述的双模通信模块2主要由GSM/GPRS通信模块21、CDMA通信模块22、 智能切换电路23组成。所述的GSM/GPRS通信模块21、CDMA通信模块22与智能切换电路 23相连，智能切换电路23和嵌入式处理器模块1相连。内部通信接口为异步通信接口，嵌 入式处理器模块1使用串口 0，详细的信号连接如图11所示。嵌入式处理器模块1与GSM/ GPRS通信模块21、CDMA通信模块22之间传输的信号为标准AT命令集数字信号。GSM/GPRS 通信模块21的电路如图5所示、CDMA通信模块22的电路如图6所示。智能切换电路23的 电路如图7所示。图3中，所述的定位与滤波处理模块3主要由GPS-OEM模块31与通信接口模块32 组成。所述的GPS-OEM模块31与通信接口模块32相连，通信接口模块32与嵌入式处理器模块1相连。定位数据在嵌入式处理器模块1中实现卡尔曼滤波处理和数据存储。GPS-OEM 模块31通过RS-232接口输出定位数据，其信号连接接口如图8所示的P5，通信接口模块 32的TXD1、RXDl与嵌入式处理器模块1的串口 1相连。图4中，所述的助航信息采集与控制模块4包括助航设备通信接口 41。该助航设 备通信接口 41与嵌入式处理器模块1相连。助航设备通信接口 41的电路如图9所示，通 过P6直接与具有通信接口的航标设备直接连接。助航设备通信接口 41连接到嵌入式处理 器模块1的串行口 2。如图1所示，所述的能源传感器信息采集模块5，包括的电源电路(如图10所示)， 可以采集工作电流、电压，电源电路主要由LM2576集成电路和滤波电路构成。电压采集电 路采用嵌入式处理器模块1中自带的AD/C电路由AINO接入，AINO接到Pl的2端。电流 采集电路先利用一个5毫欧电阻，将电流转换为电压再采用嵌入式处理器模块1中自带的 AD/C电路实现，由AIN2、AIN3接入；AIN2、AIN3接到5毫欧电阻的两端。采集的数据经过 数据处理软件转换为电流。嵌入式处理器模块1的AIN0、AIN1、AIN2、AIN3引脚如图12所
7J\ ο终端还能够进行日光值、灯质、工作状态的采集。日光值采集电路采用嵌入式处 理器模块1中自带的AD/C电路由AIN4接入，AIN4和地线接到航标灯光敏电阻的两端。灯 质采集的实现采用嵌入式处理器模块1中自带的定时器和中断系统电路通过软件实现，中 断信号引脚为GPG15信号。航标灯工作状态信息采集根据采集的工作电流通过软件进行判 断。 图11为本实用新型的系统模块电路连接图，图中有一个IXD显示模块6可以直接 与标准LCD模块连接，为一个用于调试的预留接口。本实用新型的工作原理(如图1、图11所示)本实用新型的装置采用的技术方案是由5个功能模块嵌入式处理器模块1，双模 通信模块2，定位与滤波处理模块3，能源传感器信息采集模块4，助航设备信息采集与控制 模块5构成的ARM9+LINUX嵌入式系统架构的航标遥测遥控终端。嵌入式处理器模块1是整个终端的核心，负责整个系统的管理、控制、数据处理以 及通信协议的解析和数据的处理。处理器硬件采用华恒公司生产的HHARM2410-K1嵌入式 核心板，处理软件是基于嵌入式实时操作系统的C语言开发。双模通信模块2主要由一个封装了 E-GSM/GPRS 900/1800双频GSM通信模块 BenQM22，它内嵌TCP/IP协议可以很方便地实现GPRS网络通信；以及一个CDMA通信模块华 为CM320组成。终端通过它实现与服务(控制)中心的远程无线通信，通信方式可以采用 短消息和网络通信，优先使用网络通信，可根据需要设定单独使用GPRS或者使用CDMA，在 需要大数据量传输时，也可以两种同时使用。在网络存在问题，不能正常通信时，可使用短 消息方式传输信息。定位与滤波处理模块3采用Garminl5L GPS OEM接收机，结合简化卡尔曼滤波精 度提高算法进行滤波处理使定位精度有较大的提高，并消除了偶然定位误差。能源传感器信息采集模块4能够采集能源系统的信息、助航设备的工作状态信息 并能够对能源系统进行智能管理。助航信息采集与控制模块5主要通过助航设备的通信接口或者自采集电路进行
5运行参数、状态数据的遥测以及工作状态的遥控设置。助航设备的通信接口采用RS-485通 信接口标准，可实现一对多的连接，即可以一个终端连接多达255个的航标设备。
权利要求一种航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于它包括嵌入式处理器模块(1)、双模通信模块(2)、定位与滤波处理模块(3)、助航信息采集与控制模块(4)、能源传感器信息采集模块(5)；所述的双模通信模块(2)、定位与滤波处理模块(3)、助航信息采集与控制模块(4)、能源传感器信息采集模块(5)分别通过内部通信总线与嵌入式处理器模块(1)连接。
2.根据权利要求1所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的双 模通信模块(2)主要由GSM/GPRS通信模块(21)、CDMA通信模块(22)、智能切换电路(23)、 内部通信接口组成；所述的GSM/GPRS通信模块(21)、CDMA通信模块(22)与智能切换电路 (23)相连，智能切换电路(23)和内部通信接口相连，内部通信接口和嵌入式处理器模块 ⑴相连。
3.根据权利要求2所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的内 部通信接口为异步通信接口，使用嵌入式处理器模块(1)的串口 0。
4.根据权利要求1所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的 定位与滤波处理模块(3)主要由GPS-OEM模块(31)与通信接口模块(32)组成；所述的 GPS-OEM模块(31)与通信接口模块(32)相连，通信接口模块(32)与嵌入式处理器模块(1) 相连。
5.根据权利要求4所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的 GPS-OEM模块(31)通过RS-232接口输出定位数据；所述的通信接口模块(32)的TXD1、RXD1 与嵌入式处理器模块(1)的串口 1相连。
6.根据权利要求1所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的助 航信息采集与控制模块(4)包括助航设备通信接口(41)，该助航设备通信接口(41)与嵌入 式处理器模块(1)相连；助航设备通信接口(41)通过P6直接与具有通信接口的助航设备 直接连接。
7.根据权利要求6所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的助 航设备通信接口(41)连接到嵌入式处理器模块(1)的串行通信接口(2)。
8.根据权利要求1所述的航标遥测遥控终端的多模通信装置，其特征在于所述的能 源传感器信息采集模块(5)包括采集工作电流、电压的电源电路；电源电路主要由LM2576 集成电路和滤波电路构成。
专利摘要本实用新型公开了一种航标遥测遥控终端的多模通信装置，它主要由双模通信模块、定位与滤波处理模块、能源传感器信息采集模块、助航信息采集与控制模块组成；所述的双模通信模块、定位与滤波处理模块、能源、传感器信息采集模块、助航信息采集与控制模块分别通过内部通信接口与嵌入式处理器模块连接。由于本实用新型的终端具有GPRS/SMS、CDMA多种通信方式，可自动切换，使数据传输更加稳定、可靠；并可以支持大数据量传输的需求，采用操作系统管理终端的工作大大提高了系统的总体性能，使系统不仅可以根据需要进行功能配置，而且能够实现终端的数据处理，可以满足各种航标监控的需求。
文档编号H04W88/06GK201749185SQ20092013803
公开日2011年2月16日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者张天才, 张杏谷, 李涛, 谢家隆, 郑佳春, 陈天益 申请人:集美大学