CN2904002Y - 一种基于gps和gprs的车载集成定位和无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于GPS和GPRS的车载集成定位和无线通信装置，它由天线接收模块、全球定位接收模块(GPS)、信号处理模块、无线通信模块(GPRS)及SIM卡连接模块、MCU接口控制模块、USB控制器输出模块、电源部件等组成。它能实现集成定位、导航、语音、文本、电邮、Internet等多功能于一体，使用范围较为广泛，大量地用于无线定位遥控机器人技术，无线防盗定位系统，车载多媒体系统等领域。且本实用新型还具有集成化高、系统稳定、可靠性好、体积小、成本低、操作方便等特点，在无线通信定位系统、电子地图导航系统等众多场合具有推广的应用价值。

Description

一种基于GPS和GPRS的车载集成定位和无线通信装置

技术领域

本实用新型是用于汽车等移动工具上的同时具有定位、导航、语音、文本、Internet等功能于一体的板卡，特别适用于无线定位遥控机器人技术，无线防盗定位系统，车载多媒体系统等功能。

背景技术

基于全球定位系统(GPS)和GPRS技术的移动定位、通信装置都是在原美国国防部为了军事定时、定位与导航的基础上发展起来，随着GPS和GPRS技术的日渐完善和成熟，它已被广泛地应用于定位、导航、测量、防盗等领域内。目前市面上广泛地在使用GPS技术和GPRS技术，基于这些也出现了相关的产品，但是他们大多数都是分离开来，用户一般都是将两者的功能结合起来开发新系统或新产品，这样导致了系统开发成本高，体积大、抗干扰性差、集成化不高等一系列问题。

本实用新型目的在于避开上述背景技术中的不足之处(分离、体积、成本)，而提出了一种同时具有定位、导航、语音交互、文本、Internet等功能于一体的移动定位通信装置，并本实用新型还具有集成化高、性能稳定可靠、成本低、体积小、操作方便等优点，可以应用到各种移动工具上尤其是汽车等领域。

发明内容

本实用新型的目的是这样实现的：它由GPS接收控制模块1、装置核心控制处理模块2、GPRS控制模块3、SIM卡接口模块4、电源控制模块5、USB接口控制模块6、天线接入模块7、音频处理模块8所组成。其中天线7的输出端子与GPS接收控制模块1的输入端1脚相连接，GPS接收控制模块1将接收的空间数据通过数据发送端3脚，数据接收端4脚，时钟数据发送端5脚，时钟数据接收端6脚分别与装置核心控制处理模块2所对应的1、2、3、4脚相连；同样地，集成功能的GPRS控制模块3的输入端电源地6脚、电源7脚、时钟8脚、数据9脚、复位10脚分别与SIM卡接口模块4对应的1、2、3、4、5脚相连；GPRS控制模块3的输出端串行数据发送1脚、串行数据接收2脚、串行数据标识输出3脚、串行数据接收请求4脚、串行输出载波检测信号5脚分别跟装置核心控制处理模块2所对应的输入端6、7、8、9、10脚连接起来，GPRS控制模块3的音频输入端12、13脚分别跟音频处理模块的1、2脚相连接，音频输出端14、15脚分别跟音频处理模块的3、4脚相连接。同时装置核心控制处理模块的输出端5脚与GPS接收控制模块1的输入端2脚相连，封装数据输出端11、封装数据输入端12脚分别与USB接口控制模块6的输入端1和输出端2相连接，电源控制模块5输出+5伏电压分别与各模块的电源输入端子相连接。

本实用新型的目的还可以通过以下措施实现：

本实用新型的装置核心控制处理模块2通过串行控制器查询并读取GPS接收控制模块1和GPRS控制模块3的数据，其中将GPS接收控制模块1的输出端3、4、5、6脚分别接到模块2的I/0输入接口1、2、3、4脚上，主要是完成模块之间的串行通信。另外装置核心控制处理模块2通过输出接口5来控制GPS控制模块3的工作状态(停止、休眠等工作模式)；同样地，GPRS控制模块3的输入/输出端通过1、2、3、4、5分别跟模块2的I/O输入接口6、7、8、9、10脚连接。装置核心控制处理模块2将从模块1和模块3处获得的数据通过USB接口控制模块6按照一定的封装格式传输出去；同样可以通过USB接口控制模块6将外界发送来的数据接收下来，通过装置核心控制处理模块2的串行输出端口将数据发送到GPRS网络上去。

本实用新型的GPRS控制模块3是由串行通信接口1、通信控制寄存器模块2、TCP/IP协议处理模块3和GPRS射频收发模块4所组成。其中实施方案是将装置核心处理模块的数据通过串行通信接口1把数据报传入控制寄存器模块2中，由发送AT指令请求将控制寄存器中存放数据端D0～D7脚发到TCP/IP协议处理模块的数据接收端C0～C7脚，最后经过对数据进行封装，然后由GPRS射频收发模块4的数据接口发送出去。

本实用新型音频处理模块8是通过处理2路音频输入、输出信号，其中两路信号均是差分信号，分别由信号输入模块1、信号滤波处理模块2、差分放大信号3、信号输出模块4所组成。通过信号输入端子1输入1路差分信号，差分信号经过信号滤波模块2处理后去除噪声，然后对滤波后的信号送到差分放大隔离模块3中，对模拟的信号放大隔离时对信号的正负电压两端所加的电阻R1、R2的值设置在2200Ω左右，经过处理完后输出到信号输出模块4，这样处理之后可以保证音频信号低失真、低噪声、抗干扰能力强。

本实用新型相比背景技术有如下优点：

1.本实用新型集成定位、导航、语音传输、文本交互、Internet等功能于一体，因为将原本在利用中的不足(大多数分离开来)集成起来，同时具有多功能性。

2.本实用新型具有定位准、导航精度高和实时在线的网络通信，能为民用和工业级或汽车级的应用提供高可靠性和稳定性。

3.本实用新型具有USB2.0数据通信接口，因此应用范围广泛，可提供Windows平台和Linux平台下的驱动程序。

4.本实用新型模块集成化程度高，系统性能稳定可靠，体积小，成本低廉，制作简单，操作维护方便，具有一定的推广应用价值。

附图说明

以一下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型原理方框图

图2是本实用新型核心控制处理模块电路原理图

图3是本实用新型GPRS控制模块电路原理图

图4是本实用新型音频处理模块电路原理图

具体实施方式

参见图1到图4，本实用新型由GPS接收控制模块1、装置核心控制处理模块2、GPRS控制模块3、SIM卡接口模块4、电源控制模块5、USB接口控制模块6、天线接入模块7、音频处理模块8所组成。其中，天线7的输出端子与GPS接收控制模块1的输入端1脚相连接，天线7的作用就是将全球卫星定位系统发来的信号接收下来，传给GPS接收控制模块1进行处理，GPS接收控制模块1将接收的空间数据通过数据发送端3脚，数据接收端4脚，时钟数据发送端5脚，时钟数据接收端6脚分别与装置核心控制处理模块2对应的1、2、3、4脚相连完成数据通信，并存入SDRAM中，并按照固定字节和封装形式发送出去；同样地，GPRS控制模块3的输出端串行数据发送1脚、串行数据接收2脚、串行数据标识输出3脚、串行数据接收请求4脚、串行输出载波检测信号5脚分别跟装置核心控制处理模块2所对应的输入端6、7、8、9、10脚连接起来，这样就完成GPRS控制模块3与装置核心控制处理模块2之间的串口通信；GPRS控制模块3的输入端电源地6脚、电源7脚、时钟8脚、数据9脚、复位10脚分别与SIM卡接口模块4对应的1、2、3、4、5脚相连；GPRS控制模块3的音频输入端12、13脚分别跟音频处理模块的1、2脚相连接，音频输出端14、15脚分别跟音频处理模块的3、4脚相连接，其中音频处理模块8由图4可知，将输入模块的差分信号经过信号滤波处理差分放大之后进行差分放大处理电路。另外，装置核心控制处理模块的输出端5脚与GPS接收控制模块1的输入端2脚相连，封装数据输出端11、封装数据输入端12脚分别与USB接口控制模块6的输入端1和输出端2相连接，电源控制模块5输出+V伏电压分别与各模块的电源输入端子相连接。

本实用新型简要工作原理：先由天线模块7正确地安装并接收全球定位系统(GPS)的卫星传输的信号，经过GPS接收控制模块1进行预处理，然后通过串行接口将标准的0183格式定位数据传输给装置核心控制模块2，装置核心控制模块2将接收下来的GPS数据进行存储和封装；同样地，GPRS控制模块3在安置好SIM卡接口模块4之后，通过内置的天线模块自动连接无线网络，这时候就可以通过AT指令来进行各种操作包括传输/发送数据报等，将从网络上数据报通过装置核心控制模块2的串行接口把数据封装后通过USB控制模块6传输出去。

本实用新型安装结构如下：把本实用新型附图1到附图4中的电路包括天线都安装在一块长×宽为110×70毫米的印制电路板上。其中包括天线输入插座、电源输入插座和USB控制模块6的输出插座，组装成本实用新型。

Claims (4)

1.一种基于GPS和GPRS的车载集成定位和无线通信装置，其特征是由GPS接收控制模块(1)、SIM卡接口模块(4)、电源控制模块(5)、USB接口控制模块(6)、天线接入模块(7)所组成的车载集成定位和无线通信装置，还有装置核心控制处理模块(2)、GPRS控制模块(3)和音频处理模块(8)组成，其中天线7的输出端子与GPS接收控制模块(1)的输入端1脚相连接，GPS接收控制模块(1)将接收的空间数据通过数据发送端3脚，数据接收端4脚，时钟数据发送端5脚，时钟数据接收端6脚分别与装置核心控制处理模块(2)所对应的1、2、3、4脚相连；同样地，集成功能的GPRS控制模块(3)的输入端电源地6脚、电源7脚、时钟8脚、数据9脚、复位10脚分别与SIM卡接口模块(4)对应的1、2、3、4、5脚相连；GPRS控制模块(3)的输出端串行数据发送1脚、串行数据接收2脚、串行数据标识输出3脚、串行数据接收请求4脚、串行输出载波检测信号5脚分别跟装置核心控制处理模块(2)所对应的输入端6、7、8、9、10脚连接起来，GPRS控制模块(3)的音频输入端12、13脚分别跟音频处理模块(8)的1、2脚相连接，音频输出端14、15脚分别跟音频处理模块的3、4脚相连接，同时装置核心控制处理模块(3)的输出端5脚与GPS接收控制模块(1)的输入端2脚相连，封装数据输出端11、封装数据输入端12脚分别与USB接口控制模块(6)的输入端1和输出端2相连接，电源控制模块(5)输出+5伏电压分别与各模块的电源输入端子相连接。

2.根据权利要求1所述的车载定位和无线通信装置，其特征在于装置核心控制模块(2)由微处理器模块(1)、内部的RAM(2)、地址/数据总线接口模块(3)、时钟振荡模块(4)、串行数据控制模块(5)、FIFO模块(6)，USB控制Engine模块(7)，USB输出接口模块(8)，其中GPS接收控制模块(1)将接收的空间数据通过数据发送端3脚，数据接收端4脚，时钟数据发送端5脚，时钟数据接收端6脚分别与装置核心控制处理模块(2)中串行数据控制模块(5)的地址/数据总线所对应的1、2、3、4脚相连；GPRS控制模块(3)的输出端串行数据发送1脚、串行数据接收2脚、串行数据标识输出3脚、串行数据接收请求4脚、串行输出载波检测信号5脚分别跟装置核心控制处理模块(2)中串行数据控制模块(5)的地址/数据总线所对应的输入端6、7、8、9、10脚连接起来；装置核心控制模块(2)中的FIFO模块(6)处理单元中将从串行数据控制模块所缓存的数据通过USB控制Engine模块(7)封装之后直接输出到USB输出接口模块(8)上，完成基于装置核心控制模块(2)的数据接收、数据处理、数据传输等功能。

3.根据权利要求1所述的车载定位和无线通信装置，其特征在于GPRS控制模块(3)由串行通信模块(1)、通信控制寄存器模块(2)、TCP/IP协议处理模块(3)和GPRS射频收发模块(4)所组成，装置核心处理模块(2)的数据包通过串行通信接口(1)把数据传入控制寄存器模块(2)中，由发送通信AT指令请求将控制寄存器(2)中存放数据端D0～D7脚发到TCP/IP协议处理模块(3)的数据接收端C0～C7脚，最后经过对数据进行封装，然后由GPRS射频收发模块(4)的数据接口发送出去。

4.根据权利要求1所述的车载定位和无线通信装置，其特征在于音频处理模块(8)由信号输入模块(1)、信号滤波处理模块(2)、差分放大信号(3)、信号输出模块(4)所组成，通过信号输入模块(1)输入2路差分信号，差分信号经过信号滤波模块(2)处理后去除噪声，然后对滤波后的信号送到差分放大隔离模块(3)中，对模拟的信号放大隔离时对信号的正负电压两端所加的电阻R1、R2的阻值尽可能地设置在2200Ω左右，经过处理完成后传给到信号输出模块4，这样处理之后可以保证音频信号低失真、低噪声、抗干扰能力强。

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