帆船運動船載監控報警系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種帆船運動船載監控報警系統，屬于船載監控技術領域。
【背景技術】
[0002] 帆船比賽時外界環境影響運動員的水平發揮有許多重要的因素：如比賽時海上氣 象環境、風速風向的掌握等，帆船是W風為動力，速度是帆船運動的核也，周圍環境對帆船 的速度有很大的影響，套系統為運動員提供周圍環境諸如風力的方向，大小，船姿，加速度， 海浪的方向大小等，保證運動員可W根據周圍的具體環境調整策略，取得好的成績。同時， 在運動員和帆船遇到意外緊急事故時，地面搜救人員可W根據該套系統對發生事故的地點 進行準確的定位，減少了搜救的難度，大大的保障了運動員的人身安全，體現了W人為本的 思想。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種帆船運動船載監控報警系統，W便更加方便進行 帆船運動訓練。
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下。
[0005] -種帆船運動船載監控報警系統，包括單片機，單片機上連接有風向風速傳感器、 方位傳感器、GI^S模塊、數傳電臺通信模塊、SD卡設備和RTC時鐘，其中，單片機中包括有ARM 處理器和MAX3223接口芯片，MAX3223接口芯片用來串接單片機和方位傳感器，起到電平轉 換的作用。
[0006] 進一步地，風速傳感器的感應元件為H杯風組件，由H個碳纖維風杯和杯架組成。 轉換器為多齒轉杯和狹縫光禪。當風杯受水平風力作用而旋轉時，通過活軸轉杯在狹縫光 禪中的轉動，輸出頻率的信號。風向傳感器的變換器采用精密導電塑料電位器，當風向發生 變化，尾翼轉動通過軸桿帶動電位器軸芯轉動，從而在電位器的活動端產生變化的電阻信 號輸出。
[0007] 進一步地，方位傳感器采用TCM2-20AH維羅盤，其主要特性為；5V供電，H維串 口 232輸出，航向精度0.5度。最高8次/砂；內置H軸磁阻傳感和雙軸傾角傳感器。內置 溫度補償，最大限度減少傾斜角和指向角的溫度漂移。工作溫度范圍-4(TC到+85C。保存 溫度-55C到+100 ;24位高精度A/D轉換，磁場分辨率100yGuassW下。具有指向零點修 正功能。
[0008] 進一步地，MAX3223接口芯片是德州儀器出產的一款電平轉換芯片，它包含雙路的 驅動器和接收器，當巧畑C進沿?F腳被設置成低電平，M腳被設置成低電平時，芯片的兩 路驅動器和接收器均處于關斷模式。MAX3223接口芯片的功耗低于MAX232,共20引腳，其 中14腳（F0RCE0N)可手動控制芯片處于工作模式還是關斷模式，高電平有效，不用時置低， 節省電量。
[0009] 系統采用iTrax03-02型GPS接收機，是對芬蘭FASTRAX公司的GPS模塊進行了 電平轉換、通信接口等電路設計后生產的一款GPS(OEM)接收機產品。本產品操作簡單、方 便，通過底板上9pin排線與計算機串口直接通信，定位后即可輸出載體的經締度信息、時 間信息、速度信息等，免去了用戶使用此款模塊前的電路設計步驟，縮短了用戶研發周期， 滿足了大多數用戶的應用要求。本產品在GI^S信號較弱的環境下都能進行可靠的定位，適 于導航系統、運動裝備、便攜電腦、跟蹤設備和汽車導航設備等。
[0010] 本系統單片機為WSTM32F105VCT6作為微控制器，對GPS、電子羅盤、風速、風向、 溫度等數據進行實時采集和處理，存儲到本地SD卡并通過數傳電臺傳輸到上位機，進一步 圖形化處理，為帆船訓練提供指導。本設計還提供了報警功能，通過GI^S定位功能確定帆 船的具體位置，當帆船越過安全區域時，及時啟動報警功能，為帆船訓練提供安全保障。本 設計采用了訓練與比賽兩種模式，訓練模式下可W實現雙方交互，便于教練及時指導運動 員訓練，比賽模式下采用單方通信，保證了比賽的公平公正，但是仍能在危險情況下進行報 警。程序框架采用基本的前后臺模式。
[0011] 該實用新型的有益效果在于：該實用新型裝置能有效地通過該個系統，在平時訓 練時教練可指導運動員及時調整，運動員可W更好的與教練員進行交流。教練可根據實時 環境對訓練方法進行相應的調整，提高訓練的效率，有助于提高運動員水平。對運動員提出 的訓練方面的問題給出教練級的建議。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型中的系統框架圖。
[0013] 圖2為本實用新型中的芯片引腳示意圖。
[0014] 圖3為本實用新型中的GPS系統原理圖。
[0015] 圖4為本實用新型中的主程序流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，W便更好的理解本實用新 型。
[0017] 如圖1所示的帆船運動船載監控報警系統，包括單片機，單片機上連接有風向風 速傳感器、方位傳感器、Gl^s模塊、數傳電臺通信模塊、SD卡設備和RTC時鐘，其中，單片機中 包括有ARM處理器和MAX3223接口芯片，MAX3223接口芯片用來串接單片機和方位傳感器， 起到電平轉換的作用。
[0018] 風向風速傳感器顧名思義是測量風向風速的儀器，將空氣的流動速度變量轉換成 有一定對應關系的輸出信號的裝置，可廣泛適用于氣象、軍事、航空、海港、環保、工業、農林 等部口測量水平風參量的需要。風速傳感器的感應元件是H杯風組件，由H個碳纖維風杯 和杯架組成。轉換器為多齒轉杯和狹縫光禪。當風杯受水平風力作用而旋轉時，通過活軸 轉杯在狹縫光禪中的轉動，輸出頻率的信號。風向傳感器的變換器采用精密導電塑料電位 器，當風向發生變化，尾翼轉動通過軸桿帶動電位器軸芯轉動，從而在電位器的活動端產生 變化的電阻信號輸出。
[0019] 方位傳感器采用TCM2-20AH維羅盤，其主要特性為；5V供電，H維串口 232輸出， 航向精度0.5度。最高8次/砂；內置H軸磁阻傳感和雙軸傾角傳感器。內置溫度補償，最 大限度減少傾斜角和指向角的溫度漂移。工作溫度范圍-4(TC到+85C。保存溫度-55C到 +100 ;24位高精度A/D轉換，磁場分辨率100yGuassW下。具有指向零點修正功能。
[0020]MAX3223接口芯片是德州儀器出產的一款電平轉換芯片，它包含雙路的驅動器和 接收器，當FOSCmPF腳被設置成低電平，垣^腳被設置成低電平時，芯片的兩路驅動器 和接收器均處于關斷模式。MAX3223接口芯片的功耗低于MAX232,共20引腳，其中14腳 (F0RCE0N)可手動控制芯片處于工作模式還是關斷模式，高電平有效，不用時置低，節省電 量。如圖2所示。
[0021] 圖3為系統GI^S結構關系示意圖。系統采用iTrax03-02型GPS接收機，是對芬蘭FASTRAX公司的GI^S模塊進行了電平轉換、通信接口等電路設計后生產的一款GPS(OEM)接 收機產品。本產品操作簡單、方便，通過底板上9pin排線與計算機串口直接通信，定位后即 可輸出載體的經締度信息、時間信息、速度信息等，免去了用戶使用此款模塊前的電路設計 步驟，縮短了用戶研發周期，滿足了大多數用戶的應用要求。本產品在GI^S信號較弱的環境 下都能進行可靠的定位，適于導航系統、運動裝備、便攜電腦、跟蹤設備和汽車導航設備等。
[0022] 圖4為系統工作流程示意圖。本系統下位機WSTM32F105VCT6作為微控制器，對GPS、電子羅盤、風速、風向、溫度等數據進行實時采集和處理，存儲到本地SD卡并通過數傳 電臺傳輸到上位機，進一步圖形化處理，為帆船訓練提供指導。本設計還提供了報警功能， 通過GI^S定位功能確定帆船的具體位置，當帆船越過安全區域時，及時啟動報警功能，為帆 船訓練提供安全保障。本設計采用了訓練與比賽兩種模式，訓練模式下可W實現雙方交互， 便于教練及時指導運動員訓練，比賽模式下采用單方通信，保證了比賽的公平公正，但是仍 能在危險情況下進行報警。程序框架采用基本的前后臺模式。
[0023]W上所述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 人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，該些改進和潤 飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種帆船運動船載監控報警系統，包括單片機，其特征在于：所述單片機上連接有 風向風速傳感器、方位傳感器、GPS模塊、數傳電臺通信模塊、SD卡設備和RTC時鐘，所述單 片機中包括有ARM處理器和MAX3223接口芯片，所述MAX3223接口芯片用來串接單片機和 方位傳感器。
2. 根據權利要求1所述的帆船運動船載監控報警系統，其特征在于：所述風速傳感器 的感應元件為三杯風組件，由三個碳纖維風杯和杯架組成。
3. 根據權利要求1所述的帆船運動船載監控報警系統，其特征在于：所述方位傳感器 采用TCM2-20A三維羅盤。
4. 根據權利要求1所述的帆船運動船載監控報警系統，其特征在于：所述單片機為 STM32F105VCT6 微控制器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種帆船運動船載監控報警系統，包括單片機，單片機上連接有風向風速傳感器、方位傳感器、GPS模塊、數傳電臺通信模塊、SD卡設備和RTC時鐘，其中，單片機中包括有ARM處理器和MAX3223接口芯片，MAX3223接口芯片用來串接單片機和方位傳感器，起到電平轉換的作用。該實用新型裝置能有效地通過這個系統，在平時訓練時教練可指導運動員及時調整，運動員可以更好的與教練員進行交流。教練可根據實時環境對訓練方法進行相應的調整，提高訓練的效率，有助于提高運動員水平。對運動員提出的訓練方面的問題給出教練級的建議。
【IPC分類】G05B19-048
【公開號】CN204406128
【申請號】CN201520020969
【發明人】劉武, 劉蘭軍, 張玲, 王昌盛
【申請人】青島昊陽網絡科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月13日