專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于avr的gps軌跡記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于定點(diǎn)定位軌跡記錄技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在關(guān)于各種路徑記錄以及較大規(guī)模面積測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)于精確的定位，記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算距離、周長(zhǎng)以及面積直接決定了各種資源的合理運(yùn)用，同時(shí)關(guān)于地表作業(yè)的各部門(mén)也希望能通過(guò)有效地精準(zhǔn)的儀器來(lái)記錄ー些關(guān)于地表的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的方法是人工使用卷尺測(cè)量，雖然操作簡(jiǎn)單，但只適合短距離的直線(xiàn)或者弧度很小的曲線(xiàn)，一旦軌跡變的 復(fù)雜，那么測(cè)量結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)極大地誤差，而且原本簡(jiǎn)單的操作也會(huì)變得復(fù)雜，浪費(fèi)資源。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)歩，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了ー些軌跡記錄儀，但都有不同程度的缺陷，比如適用性不好，不能在各個(gè)區(qū)域使用(信號(hào)接受不好)、難以測(cè)量各種軌跡(各種弧度的曲線(xiàn))、測(cè)量的精度誤差大、穩(wěn)定性不夠好、測(cè)量速度慢、缺少人性化設(shè)備、功耗高等等。研發(fā)出適用更好、功耗更低，功能更全面，具有人性化設(shè)備，且能更快速精確記錄各種軌跡的廣品迫在眉目走。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基于AVR單片機(jī)和GPS技術(shù)相結(jié)合的任意軌跡記錄，同時(shí)還能根據(jù)需求計(jì)算距離、周長(zhǎng)和面積系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)包括采用AVR ATmega32單片機(jī)的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤(pán)模塊、液晶顯示模塊、語(yǔ)音模塊和電源模塊；所述GPS接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將定位信息通過(guò)傳輸線(xiàn)輸入到所述主控模塊中；所述主控模塊對(duì)定位信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并繪制軌跡。所述GPS接收模塊采用Gstar_15c型GPS接收機(jī)，集成GPS接收器，內(nèi)置天線(xiàn)和上電復(fù)位電路。所述語(yǔ)音模塊采用ISD17150語(yǔ)音芯片。所述液晶顯示模塊采用12864不帶中文字庫(kù)型藍(lán)屏液晶顯示器。所述電源模塊采用充電電池供電。本實(shí)用新型的有益效果在于I.適用性較好能記錄各種弧度的軌跡，井能計(jì)算距離、周長(zhǎng)以及大規(guī)模不規(guī)則圖形的面積，適用于各種地形與場(chǎng)合；2.測(cè)量速度快采用高速率，大容量，內(nèi)置存儲(chǔ)模塊的AVR單片機(jī)，以及變動(dòng)GPS坐標(biāo)信息速度快的Gstar-15c模塊，可以做到多點(diǎn)坐標(biāo)同時(shí)處理，軌跡繪制，數(shù)據(jù)的計(jì)算更加快捷；[0016]3.測(cè)量精度更好采用高性能GPS模塊，測(cè)量結(jié)果更加精確；4.測(cè)量過(guò)程中，可以通過(guò)按鍵查看當(dāng)前檢測(cè)到衛(wèi)星的數(shù)目，衛(wèi)星數(shù)目越多，也就代表著取點(diǎn)時(shí)數(shù)據(jù)更加精確，信號(hào)最好時(shí)可以收到12顆星；5.低功耗AVR單片機(jī)在IMHZ時(shí)消耗I. ImA,待機(jī)時(shí)下降小于I U A，液晶屏也只消耗IOmA左右的電流，而天線(xiàn)內(nèi)置的GPS模塊幾乎是所有終端GPS模塊中耗電量最少的產(chǎn)品了 ；6.具有語(yǔ)音功能語(yǔ)音芯片ISD17150具有長(zhǎng)時(shí) 間多次錄音功能，在系統(tǒng)使用中可根據(jù)提示信息發(fā)出聲響，使用戶(hù)能更準(zhǔn)確的知道各種信息，避免了信息的遺漏；7.具有電源模塊采用充電電池提供電源，同時(shí)擁有充電效率較高的采用單端反激原理的充電器，井內(nèi)置電源轉(zhuǎn)換效率高達(dá)93%的BUCK電路，在能驅(qū)動(dòng)液晶顯示的前提下，避免了功耗更多的浪費(fèi)，且供電非常穩(wěn)定，適合長(zhǎng)時(shí)間野外操作，更加方便，更加節(jié)能環(huán)保;8.具有鍵盤(pán)模塊用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)選擇測(cè)量類(lèi)別，如距離、周長(zhǎng)、面積，還可選擇測(cè)量方式手動(dòng)和自動(dòng)，并可選擇單位，可以開(kāi)關(guān)語(yǔ)音，查電量，查信號(hào)，查記錄等等。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合示意圖和具體實(shí)施情況對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的說(shuō)明。如圖I所示，本實(shí)用新型采用低功耗，內(nèi)置大存儲(chǔ)EEPROM的ATmega32單片機(jī)的主控模塊及與所述主控模塊相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤(pán)模塊、液晶顯示模塊、語(yǔ)音模塊、電池模塊，具體的說(shuō)，系統(tǒng)采用ATmega32單片機(jī)做主控制器，用刷新頻率高的GPS模塊來(lái)接收衛(wèi)星信號(hào)并傳到單片機(jī)內(nèi)；它具有快速井能同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)的運(yùn)算能力，在眾多單片機(jī)中非常適合用來(lái)實(shí)時(shí)記錄任意軌跡信息并計(jì)算距離、周長(zhǎng)和面積等數(shù)據(jù)。GPS模塊接收來(lái)自衛(wèi)星的定位信息，發(fā)送至單片機(jī)并存儲(chǔ)在內(nèi)部EEPR0M。按鍵的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能有開(kāi)始測(cè)試、顯示衛(wèi)星數(shù)目、查電量、開(kāi)語(yǔ)音、選擇單位、選擇類(lèi)別，放大縮小圖形以及復(fù)位等等。液晶顯示器使用的是較為簡(jiǎn)單的12864不帶中文字庫(kù)型液晶顯示器，用于顯示測(cè)量結(jié)果并繪出被測(cè)軌跡的圖形、接收到衛(wèi)星的數(shù)目以及電池電量?？傮w流程為采用AVR單片機(jī)的串ロ RXD接收來(lái)自GPS的信號(hào)，以字符串的形式保存在內(nèi)部的EEPR0M，并分析處理相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)，進(jìn)行坐標(biāo)變換，然后在主控模塊中對(duì)定位信息進(jìn)行處理，繪制軌跡，再根據(jù)用戶(hù)要求通過(guò)算法得出距離、周長(zhǎng)或面積等數(shù)據(jù)。其中較復(fù)雜的面積計(jì)算方法采用相量叉乘求不規(guī)則的多邊形面積,三角形ABC的面積可以等于(|AB|*|AC|*sinABC)/2，也就是等于ABXAC的模。若點(diǎn)A (xl,yl),點(diǎn)B(x2,y2),點(diǎn)C為原點(diǎn)，那么三角形ABC的面積S=|ABXAC/2|= (xl*y2_x2*yl)/2。對(duì)于任意多邊形，取多邊形內(nèi)其中一點(diǎn)為點(diǎn)0，其坐標(biāo)可以任意，一般都取原點(diǎn)，將其分成N個(gè)三角形，將所得叉乘的模相加，即得到了多邊形面積。由于叉乘得到的結(jié)果有正負(fù)，即為方向，但是取面積，沒(méi)有正負(fù)，需要取絕對(duì)值即可。由于各邊的長(zhǎng)度是通過(guò)經(jīng)緯度來(lái)確定的，但地球并非是球形，它是橢圓的，所以在不同緯度的地方，經(jīng)度所代表的長(zhǎng)度都不相同。而全國(guó)各地緯度1°的間隔長(zhǎng)度都相等(因?yàn)樗薪?jīng)線(xiàn)的長(zhǎng)度都相等)，通過(guò)實(shí)地測(cè)量以及修正，緯度大約是17. 15米/0. or。由于各緯線(xiàn)從赤道向兩極遞減，60°緯線(xiàn)上的長(zhǎng)度為赤道上的一半，所以在各緯線(xiàn)上經(jīng)度差1°的弧長(zhǎng)就不相等。在同一條緯線(xiàn)上(假設(shè)此緯線(xiàn)的緯度為a)經(jīng)度0. or對(duì)應(yīng)的實(shí)際弧長(zhǎng)大約為17. 15cosam0因此，只要知道了任意兩地間的緯度差，或者是赤道上任何兩地的經(jīng)度差，就可以計(jì)算它們之間的實(shí)際距離。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，但這些也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)，其特征在于包括采用AVR ATmega32單片機(jī)的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤(pán)模塊、液晶顯示模塊、語(yǔ)音模塊和電源模塊； 所述GPS接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將定位信息通過(guò)傳輸線(xiàn)輸入到所述主控模塊中； 所述主控模塊對(duì)定位信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并繪制軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng)，其特征在于所述GPS接收模塊采用Gstar-15c型GPS接收機(jī)，集成GPS接收器，內(nèi)置天線(xiàn)和上電復(fù)位電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng)，其特征在于所述語(yǔ)音模塊采用ISD17150語(yǔ)音芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng)，其特征在于所述液晶顯示模塊采用12864不帶中文字庫(kù)型藍(lán)屏液晶顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GPS軌跡記錄系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊采用充電電池供電。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統(tǒng)?，F(xiàn)有的設(shè)備適用性差、測(cè)量精度誤差大、穩(wěn)定性不夠好。本實(shí)用新型包括采用AVRATmega32單片機(jī)的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤(pán)模塊、液晶顯示模塊、語(yǔ)音模塊和電源模塊。GPS接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將定位信息通過(guò)傳輸線(xiàn)輸入到所述主控模塊中。主控模塊對(duì)定位信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并繪制軌跡。本實(shí)用新型能記錄各種弧度的軌跡，并能計(jì)算距離、周長(zhǎng)以及大規(guī)模不規(guī)則圖形的面積，適用于各種地形與場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01S19/50GK202522704SQ20122007835
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者張海峰, 方旭昌, 毛懌奇 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)