本發(fā)明專(zhuān)利屬于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終端設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種利用我國(guó)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的北斗數(shù)據(jù)采集儀。

背景技術(shù)：

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，北斗終端設(shè)備也在往多功能，高精度，高集成等方向發(fā)展?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、定位、應(yīng)急指揮調(diào)度、作戰(zhàn)演習(xí)等領(lǐng)域。

目前市場(chǎng)上還沒(méi)有集成北斗衛(wèi)星通信、藍(lán)牙通信、wifi通信、gprs通信于一體，對(duì)電源模塊、接口模塊、通信模塊、信息處理進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行模擬和數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和處理的終端設(shè)備。但市場(chǎng)上的傳感器種類(lèi)眾多，接口不盡相同，同時(shí)在偏遠(yuǎn)地區(qū)傳統(tǒng)的基于移動(dòng)公網(wǎng)（gsm/gprs/3g）等移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)受到基站布設(shè)與自然災(zāi)害的影響，不能保證在任何情況下都保持通信暢通。

所以，為了滿足用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?，設(shè)計(jì)制作接口豐富，可根據(jù)傳感器類(lèi)型更換接口板和相應(yīng)的電源板，并且采用北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的北斗數(shù)據(jù)采集儀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明專(zhuān)利的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題加以解決，提供一種融合了北斗衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)采集和處理的北斗數(shù)據(jù)采集儀。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的：所提供的北斗數(shù)據(jù)采集儀由天線模塊（1）、射頻模塊（2）、信息處理板（3）、接口板（4）、顯控單元（5）、電源模塊（6）、藍(lán)牙模塊（7）、wifi模塊（8）、gprs模塊（9）組成，天線模塊（1）的輸出/輸入端與主機(jī)射頻模塊（2）的輸入/輸出端相連，射頻模塊（2）的輸出/輸入端與信息處理板（3）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與接口板（4）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與顯控單元（5）的輸入/輸出端相連，電源模塊（6）的輸出與信息處理板（3）和射頻模塊（2）的輸入相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與藍(lán)牙模塊（7）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與wifi模塊（8）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與gprs模塊（9）的輸入/輸出端相連。

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)還在于：北斗數(shù)據(jù)采集儀中的天線模塊（1）由天線多工器（11）、功率放大器（12）和發(fā)射濾波器（13）組成，天線模塊（1）的輸出端與天線多工器（11）的輸入端相連，天線多工器（11）與射頻模塊（2）相連；同時(shí)天線多工器（11）的輸出端與功率放大器（12）的輸入端相連，功率放大器（12）的輸出端與發(fā)射濾波器（13）的輸入端相連，發(fā)射濾波器（13）的輸出端與天線模塊（1）的輸入端相連。

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)還在于：北斗數(shù)據(jù)采集儀中的信息處理板（3）由a/d采樣電路（31）、bm3005（32）、arm（33）、串口電路（34）、b1/li模塊（35）組成，a/d采樣電路（31）的輸出端與bm3005（32）相連，bm3005（32）與arm（33）相連，arm（33）的輸出端與串口（34）相連，b1/li模塊（35）與arm（33）相連，信息處理板（3）輸出/輸入端分別與藍(lán)牙模塊（7）的輸入/輸出端、wifi模塊（8）的輸入/輸出端、gprs模塊（9）的輸入/輸出端相連。

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)還在于：北斗數(shù)據(jù)采集儀中的接口板（4）由模擬電路（41）、芯片max3483（42）和max3222（43）組成，信息處理板（3）的輸出/輸入端分別與接口板（4）的模擬電路（41）輸入/輸出端、芯片max3483（42）輸入/輸出端和max3222（43）輸入/輸出端相連，模擬電路（41）、芯片max3483（42）和max3222（43）的輸出/輸入端分別與外設(shè)的輸入/輸出端相連。

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)還在于：北斗數(shù)據(jù)采集儀中的顯控單元（5）由顯示與接收控制（51）和顯示電路（52）組成，信息處理板（3）的串口（34）輸出/輸入端與顯示與接收控制（51）的輸入/輸出端相連，顯示與接收控制（51）的輸出端與顯示（52）電路相連。

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)還在于：北斗數(shù)據(jù)采集儀中的電源模塊（6）由芯片ltc4020（61）、ltc3786（62）、lm2576（63）、tps54540（64）和lm3478（65）等組成，外部輸入12v到ltc4020輸入端，ltc4020（61）的輸出端分別接入ltc3786（62）、lm2076（63）、tps54540（64）和lm3478（65）的輸入端，ltc3786（62）輸出28v給射頻模塊（2），lm2076（63）輸出12v給信息處理板（3）和外設(shè)，tps54540（64）輸出12v給外設(shè)lm3478（65）輸出24v給外設(shè)。

本發(fā)明專(zhuān)利所述北斗數(shù)據(jù)采集儀的工作流程分為數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送兩部分。

一、數(shù)據(jù)的采集過(guò)程

數(shù)據(jù)的采集過(guò)程是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等的模擬和數(shù)字被測(cè)單元中通過(guò)接口板自動(dòng)采集信息送至信息處理板，信息處理板通過(guò)北斗或者gprs將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，同時(shí)將結(jié)果送往顯控單元。

二、數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程

信息處理板中的bm3005將需要發(fā)射的數(shù)據(jù)送往通道模塊，通道模塊經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)制、合路，將信號(hào)送往天線模塊的天線多工器，由天線多工器分路后，將發(fā)射信號(hào)送往功率放大器，放大后送往發(fā)射濾波器，經(jīng)濾波后將信號(hào)發(fā)射出去。同時(shí)經(jīng)gprs模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

本發(fā)明專(zhuān)利在北斗數(shù)據(jù)采集儀的設(shè)計(jì)中，采用了下列方法：

1.北斗通信技術(shù)

簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，北斗通信其實(shí)就是可以看做是現(xiàn)在人們平時(shí)用的“短信息”，可以發(fā)布140個(gè)字的信息，既能夠定位，又能顯示發(fā)布者的位置。另外，在海洋、沙漠和野外這些沒(méi)有通信和網(wǎng)絡(luò)的地方，可以定位自己的位置，并能夠向外界發(fā)布數(shù)據(jù)信息?？梢詫?shí)現(xiàn)雙向通信，提供的指揮端機(jī)可進(jìn)行一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播傳輸，為各種平臺(tái)應(yīng)用提供了極大便利。北斗通信過(guò)程原理圖見(jiàn)圖7所示。

北斗通信過(guò)程：

(1)北斗通信發(fā)送方首先將包含接收方id號(hào)和通信內(nèi)容的通信申請(qǐng)信號(hào)加密后通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)入站;

(2)地面中心站接收到通信申請(qǐng)信號(hào)后，經(jīng)脫密和再加密后加入持續(xù)廣播的出站廣播電文中，經(jīng)衛(wèi)星廣播給用戶(hù);

(3)接收方用戶(hù)機(jī)接收出站信號(hào)，解調(diào)解密出站電文，完成一次通信。

與定位功能相似，北斗通信的傳輸時(shí)延約0.5秒，通訊的最高頻度也是1秒1次。

通過(guò)使用北斗衛(wèi)星通信技術(shù)，使北斗數(shù)據(jù)采集儀的使用范圍大大提高，可在海洋、沙漠和野外這些沒(méi)有通信和網(wǎng)絡(luò)的地方正常使用。與其他廠家相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。

綜合采用上述設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和方法后，即可使北斗數(shù)據(jù)采集儀具有了數(shù)據(jù)采集和處理功能外，還具有了北斗衛(wèi)星通信功能，使其適用范圍大大提高，可廣泛應(yīng)用于污染源監(jiān)測(cè)、地表水監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、荒漠監(jiān)測(cè)、區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)、大氣環(huán)境污染源、地表水體污染源、地下水體污染源、地下管網(wǎng)監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境污染源、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)、放射性環(huán)境污染源等監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為該北斗環(huán)境檢測(cè)儀的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中天線模塊部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中信息處理板部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1中接口板部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖1中顯控模塊部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖1中電源模塊部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為北斗通信過(guò)程原理圖。

附圖中各標(biāo)號(hào)名稱(chēng)分別為：1-天線模塊，2-通道模塊型號(hào)為strtmx，3-信息處理板，4-接口板，5-顯控模塊，6-電源模塊，7-藍(lán)牙模塊，8-wifi模塊，9-gprs模塊，11-天線多工器，12-功率放大器，13-發(fā)射濾波器，31-a/d采樣，32-bm3005，33-arm，34-串口電路，35-b1/l1模塊，41-模擬電路，42-max3483芯片，43-max3222芯片，51-顯示與接收控制，52-顯示電路，61-ltc4020芯片，62-ltc3786芯片，63-lm2576芯片，64-tps54540芯片，65-lm3478芯片。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明專(zhuān)利的實(shí)際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實(shí)施例。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明專(zhuān)利所述的北斗數(shù)據(jù)采集儀由天線模塊（1）、射頻模塊（2）、信息處理板（3）、接口板（4）、顯控單元（5）、電源模塊（6）、藍(lán)牙模塊（7）、wifi模塊（8）、gprs模塊（9）組成。天線模塊（1）的輸出/輸入端與主機(jī)射頻模塊（2）的輸入/輸出端相連，射頻模塊（2）的輸出/輸入端與信息處理板（3）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與接口板（4）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與顯控單元（5）的輸入/輸出端相連，電源模塊（6）的輸出與信息處理板（3）和射頻模塊（2）的輸入相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與藍(lán)牙模塊（7）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與wifi模塊（8）的輸入/輸出端相連，信息處理板（3）的顯示輸出/輸入端與gprs模塊（9）的輸入/輸出端相連。

在圖2～圖5給出的實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，天線模塊（1）由天線多工器型號(hào)為stm-zj-lma-bd06（11）、功率放大器型號(hào)為stm-pa-bd1-11b（12）和發(fā)射濾波器型號(hào)為（13）組成，天線模塊（1）的輸出端與天線多工器型號(hào)為stm-zj-lma-bd06（11）的輸入端相連，天線多工器型號(hào)為stm-zj-lma-bd06（11）與射頻模塊型號(hào)為strtmx（2）相連；同時(shí)天線多工器型號(hào)為stm-zj-lma-bd06（11）的輸出端與功率放大器型號(hào)為stm-pa-bd1-11b（12）的輸入端相連，功率放大器型號(hào)為stm-pa-bd1-11b（12）的輸出端與發(fā)射濾波器（13）的輸入端相連，發(fā)射濾波器（13）的輸出端與天線模塊（1）的輸入端相連；信息處理板（3）由a/d采樣電路型號(hào)為ad9288bst-100（31）、bm3005（32）、arm型號(hào)為stm43f427（33）、串口（34）b1/li模塊型號(hào)為atgm332d（35）組成，a/d采樣電路型號(hào)為ad9288bst-100（31）的輸出端與bm3005（32）相連，bm3005（32）與arm型號(hào)為stm43f427（33）相連，arm型號(hào)為stm43f427（33）的輸出端與串口（34）相連，b1/li模塊型號(hào)為atgm332d（35）與arm（33）型號(hào)為stm43f427相連,信息處理板（3）輸出/輸入端分別與藍(lán)牙模塊（7）的輸入/輸出端、wifi模塊（8）的輸入/輸出端、gprs模塊（9）的輸入/輸出端相連；接口板（4）由模擬電路（41）、芯片max3483（42）和max3222（43）組成，信息處理板（3）的輸出/輸入端分別與接口板（4）的模擬電路（41）輸入/輸出端、芯片max3483（42）輸入/輸出端和max3222（43）輸入/輸出端相連，模擬電路（41）、芯片max3483（42）和max3222（43）的輸出/輸入端分別與外設(shè)的輸入/輸出端相連；顯控單元（5）由顯示與接收控制（51）和顯示電路（52）組成，信息處理板（3）的串口（34）輸出端與顯示與接收控制（51）的輸入端相連，顯示與接收控制（51）的輸出端與顯示（52）電路相連。

圖6給出的實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，電源模塊（6）由芯片ltc4020（61）、ltc3786（62）、lm2576（63）、tps54540（64）和lm3478（65）等組成，外部輸入12v到ltc4020輸入端，ltc4020（61）的輸出端分別接入ltc3786（62）、lm2076（63）、tps54540（64）和lm3478（65）的輸入端，ltc3786（62）輸出28v給射頻模塊（2），lm2076（63）輸出12v給信息處理板（3）和外設(shè)，tps54540（64）輸出12v給外設(shè)lm3478（65）輸出24v給外設(shè)。