專利名稱：一種基于avr的gps軌跡記錄系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于定點定位軌跡記錄技術領域，尤其涉及一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統。
背景技術：
在關于各種路徑記錄以及較大規模面積測量系統中，對于精確的定位，記錄數據并進行統計計算距離、周長以及面積直接決定了各種資源的合理運用，同時關于地表作業的各部門也希望能通過有效地精準的儀器來記錄ー些關于地表的數據。傳統的方法是人工使用卷尺測量，雖然操作簡單，但只適合短距離的直線或者弧度很小的曲線，一旦軌跡變的 復雜，那么測量結果將會出現極大地誤差，而且原本簡單的操作也會變得復雜，浪費資源。隨著科學技術的進歩，目前市場上出現了ー些軌跡記錄儀，但都有不同程度的缺陷，比如適用性不好，不能在各個區域使用(信號接受不好)、難以測量各種軌跡(各種弧度的曲線)、測量的精度誤差大、穩定性不夠好、測量速度慢、缺少人性化設備、功耗高等等。研發出適用更好、功耗更低，功能更全面，具有人性化設備，且能更快速精確記錄各種軌跡的廣品迫在眉目走。
發明內容本實用新型針對現有技術的缺陷，提出一種基于AVR單片機和GPS技術相結合的任意軌跡記錄，同時還能根據需求計算距離、周長和面積系統。為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統包括采用AVR ATmega32單片機的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和電源模塊；所述GPS接收模塊用于接收GPS衛星信號，并將定位信息通過傳輸線輸入到所述主控模塊中；所述主控模塊對定位信息進行存儲，并繪制軌跡。所述GPS接收模塊采用Gstar_15c型GPS接收機，集成GPS接收器，內置天線和上電復位電路。所述語音模塊采用ISD17150語音芯片。所述液晶顯示模塊采用12864不帶中文字庫型藍屏液晶顯示器。所述電源模塊采用充電電池供電。本實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，井能計算距離、周長以及大規模不規則圖形的面積，適用于各種地形與場合；2.測量速度快采用高速率，大容量，內置存儲模塊的AVR單片機，以及變動GPS坐標信息速度快的Gstar-15c模塊，可以做到多點坐標同時處理，軌跡繪制，數據的計算更加快捷；[0016]3.測量精度更好采用高性能GPS模塊，測量結果更加精確；4.測量過程中，可以通過按鍵查看當前檢測到衛星的數目，衛星數目越多，也就代表著取點時數據更加精確，信號最好時可以收到12顆星；5.低功耗AVR單片機在IMHZ時消耗I. ImA,待機時下降小于I U A，液晶屏也只消耗IOmA左右的電流，而天線內置的GPS模塊幾乎是所有終端GPS模塊中耗電量最少的產品了 ；6.具有語音功能語音芯片ISD17150具有長時 間多次錄音功能，在系統使用中可根據提示信息發出聲響，使用戶能更準確的知道各種信息，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，同時擁有充電效率較高的采用單端反激原理的充電器，井內置電源轉換效率高達93%的BUCK電路，在能驅動液晶顯示的前提下，避免了功耗更多的浪費，且供電非常穩定，適合長時間野外操作，更加方便，更加節能環保;8.具有鍵盤模塊用戶可以通過鍵盤選擇測量類別，如距離、周長、面積，還可選擇測量方式手動和自動，并可選擇單位，可以開關語音，查電量，查信號，查記錄等等。
圖I為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合示意圖和具體實施情況對本實用新型做進ー步的說明。如圖I所示，本實用新型采用低功耗，內置大存儲EEPROM的ATmega32單片機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、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊、電池模塊，具體的說，系統采用ATmega32單片機做主控制器，用刷新頻率高的GPS模塊來接收衛星信號并傳到單片機內；它具有快速井能同時處理多個數據的運算能力，在眾多單片機中非常適合用來實時記錄任意軌跡信息并計算距離、周長和面積等數據。GPS模塊接收來自衛星的定位信息，發送至單片機并存儲在內部EEPR0M。按鍵的設計主要實現的功能有開始測試、顯示衛星數目、查電量、開語音、選擇單位、選擇類別，放大縮小圖形以及復位等等。液晶顯示器使用的是較為簡單的12864不帶中文字庫型液晶顯示器，用于顯示測量結果并繪出被測軌跡的圖形、接收到衛星的數目以及電池電量。總體流程為采用AVR單片機的串ロ RXD接收來自GPS的信號，以字符串的形式保存在內部的EEPR0M，并分析處理相應位置的數據，進行坐標變換，然后在主控模塊中對定位信息進行處理，繪制軌跡，再根據用戶要求通過算法得出距離、周長或面積等數據。其中較復雜的面積計算方法采用相量叉乘求不規則的多邊形面積,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A (xl,yl),點B(x2,y2),點C為原點，那么三角形ABC的面積S=|ABXAC/2|= (xl*y2_x2*yl)/2。對于任意多邊形，取多邊形內其中一點為點0，其坐標可以任意，一般都取原點，將其分成N個三角形，將所得叉乘的模相加，即得到了多邊形面積。由于叉乘得到的結果有正負，即為方向，但是取面積，沒有正負，需要取絕對值即可。由于各邊的長度是通過經緯度來確定的，但地球并非是球形，它是橢圓的，所以在不同緯度的地方，經度所代表的長度都不相同。而全國各地緯度1°的間隔長度都相等(因為所有經線的長度都相等)，通過實地測量以及修正，緯度大約是17. 15米/0. or。由于各緯線從赤道向兩極遞減，60°緯線上的長度為赤道上的一半，所以在各緯線上經度差1°的弧長就不相等。在同一條緯線上(假設此緯線的緯度為a)經度0. or對應的實際弧長大約為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度差，就可以計算它們之間的實際距離。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，但這些也應視為本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統，其特征在于包括采用AVR ATmega32單片機的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和電源模塊； 所述GPS接收模塊用于接收GPS衛星信號，并將定位信息通過傳輸線輸入到所述主控模塊中； 所述主控模塊對定位信息進行存儲，并繪制軌跡。
2.根據權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統，其特征在于所述GPS接收模塊采用Gstar-15c型GPS接收機，集成GPS接收器，內置天線和上電復位電路。
3.根據權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統，其特征在于所述語音模塊采用ISD17150語音芯片。
4.根據權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統，其特征在于所述液晶顯示模塊采用12864不帶中文字庫型藍屏液晶顯示器。
5.根據權利要求I所述的GPS軌跡記錄系統，其特征在于所述電源模塊采用充電電池供電。
專利摘要本實用新型涉及一種基于AVR的GPS軌跡記錄系統。現有的設備適用性差、測量精度誤差大、穩定性不夠好。本實用新型包括采用AVRATmega32單片機的主控模塊及與其相連并受其控制的GPS接收模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和電源模塊。GPS接收模塊用于接收GPS衛星信號，并將定位信息通過傳輸線輸入到所述主控模塊中。主控模塊對定位信息進行存儲，并繪制軌跡。本實用新型能記錄各種弧度的軌跡，并能計算距離、周長以及大規模不規則圖形的面積，適用于各種地形與場合。
文檔編號G01S19/50GK202522704SQ20122007835
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月5日 優先權日2012年3月5日
發明者張海峰, 方旭昌, 毛懌奇 申請人:杭州電子科技大學