專利名稱：一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及儀器與儀表領(lǐng)域，應(yīng)用于應(yīng)急通信，具體涉及一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端。
背景技術(shù)：
應(yīng)急通信在生產(chǎn)和生活的諸多領(lǐng)域具有重要意義，當(dāng)前大多采用GSM或3G的通信手段，但由于不同的通信制式由于通信基站的覆蓋，存在信號的盲區(qū)或弱區(qū)，使得在應(yīng)急應(yīng)用時存在較大的不確定性，且主要用于通話功能，無法通過信號來實(shí)現(xiàn)定位，或即使能定位，對基站的依賴性較大，仍然難于適用應(yīng)急通信(如戶外運(yùn)動)的應(yīng)用場合。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于給出一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，能夠滿足野外或其他領(lǐng)域緊急情況下的呼救與定位，并能夠與智能終端組合使用。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取以下的技術(shù)解決方案一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，包括單片機(jī)控制模塊、電源管理模塊，其特征在于所述的單片機(jī)控制模塊上連接有IO共享控制電路、北斗發(fā)送/接收模塊和蜂鳴器，所述的IO共享控制電路上連接有USB電路模塊、LED燈和按鍵，所述的北斗發(fā)送/接收模塊上連接有天線，所述的電源管理模塊上連接有鋰電池。所述的IO共享控制電路由單片機(jī)FT245和單片機(jī)74HC573與單片機(jī)控制模塊連接。所述的單片機(jī)控制模塊的CPU為MSP430。所述的LED燈設(shè)置有4個，分別為LED1、LED2、LED3和LED4。所述的按鍵設(shè)置有2個，分別為KEYl和KEY2。所述的蜂鳴器為TMB12A05有源電磁式蜂鳴器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及其效果本實(shí)用新型給出一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，其最大特征為和現(xiàn)有的智能終端(如手機(jī)等)的組合使用，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信下的簡短或復(fù)雜交互的信息傳遞。
圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1本實(shí)用新型的電源管理芯片的選型；圖3為鋰電池電壓檢測電路；圖4為同北斗發(fā)射/接收模塊使用串口交互電路；圖5為北斗終端的控制用單片機(jī)與USB接口芯片的連接設(shè)計；圖6為北斗終端的控制用單片機(jī)的IO共享設(shè)計。1 一單片機(jī)控制模塊，2—電源管理模塊，3—鋰電池，4 一IO共享控制電路，5—USB
3電路模塊，6-LED燈，7—按鍵，8—蜂鳴器，9一北斗發(fā)送/接收模塊，10—天線，11一單片機(jī) FT245,12—單片機(jī) 74HC573。
具體實(shí)施方式
一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，包括單片機(jī)控制模塊1、電源管理模塊2，所述的單片機(jī)控制模塊1上連接有IO共享控制電路4、北斗發(fā)送/接收模塊9和蜂鳴器8，所述的IO共享控制電路4上連接有USB電路模塊5、LED燈6和按鍵7，所述的LED 燈6設(shè)置有4個，分別為LED1、LED2、LED3和LED4，所述的按鍵7設(shè)置有2個，分別為KEYl 和KEY2，所述的北斗發(fā)送/接收模塊9上連接有天線10，所述的電源管理模塊2上連接有鋰電池3，所述的單片機(jī)控制模塊1的CPU為MSP430，所述的蜂鳴器8為TMB12A05有源電磁式蜂鳴器，所述的IO共享控制電路4由單片機(jī)FTM5 11和單片機(jī)74HC573 12與單片機(jī)控制模塊1連接。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明本實(shí)用新型實(shí)際是一種通過USB接口使用其他智能終端作為復(fù)雜人機(jī)交互(UI: User Iinterface)的便攜式北斗應(yīng)急通信終端，該終端的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要有電源管理電路模塊、單片機(jī)控制電路模塊、北斗發(fā)送/接收電路模塊構(gòu)成。電源管理電路模塊系統(tǒng)使用低功耗的工作模式，由便攜式終端內(nèi)的單片機(jī)控制模塊1控制對電源管理模塊2進(jìn)行控制，使用充電池供電，并提供充電接口。該終端需要約12V(北斗發(fā)送/接收模塊的工作電壓范圍為11. 1 12. 6V)，5V和3. 3V三種直流電源， 為便于對北斗發(fā)射所需的高電壓和大電流的需求，電源選用由3節(jié)標(biāo)準(zhǔn)鋰電池3串聯(lián)的電池方案，在11. 1V-12. 6V的直流輸出電壓范圍內(nèi)，電池的放電效率為80%，而其他直流輸出 (5V，3. 3V)電壓的獲取采用DC/DC的降壓輸出方案，如圖2所示的電路結(jié)構(gòu)框圖與本終端的電源管理芯片的選型。低功耗設(shè)計時需要的北斗發(fā)送/接收模塊的電源控制由使用單片機(jī)編程通過控制PMOS管的開關(guān)從而控制北斗發(fā)送/接收模塊的供電。終端的單片機(jī)控制電路模塊的結(jié)構(gòu)如圖1所示通過一個單片機(jī)(MCU，在本終端設(shè)計實(shí)現(xiàn)中選取MSP430)完成LED顯示燈的控制、按鍵的輸入，同智能終端交互的USB接口的連接，同時控制蜂鳴器、接收從北斗發(fā)射/接收模塊輸出的狀態(tài)信號線，以及使用單片機(jī) IO模擬COM 口同北斗發(fā)送/接收模塊交互信息，所有的功能都通過單片機(jī)上的軟件實(shí)現(xiàn)。 其中蜂鳴器電路使用TMB12A05有源電磁式蜂鳴器(占用單片機(jī)1個10)；該終端具有2個功能按鍵(KEY1，KEY2)，按鍵電路與單片機(jī)的IO直接相連，占用2個IO ；圖3所示為鋰電池電壓監(jiān)測電路(通過單片機(jī)自帶A/D轉(zhuǎn)換器，對AD輸出判斷需占用單片機(jī)1個10)；圖4所示為同北斗發(fā)射/接收模塊使用串口交互電路(使用2個IO模擬，占用2個單片機(jī)10)。該終端在是使用USB接口同智能終端(如智能手機(jī))建立連接后，可以通過復(fù)雜的人機(jī)交互完成與BD_ISP的雙向交互，同智能終端的連接也可以使用其他近距離的無線接口如藍(lán)牙、紅外等接口，在該終端當(dāng)前實(shí)現(xiàn)中，通過USB接口芯片F(xiàn)T245BM芯片與USB物理接口連接，實(shí)現(xiàn)USB協(xié)議的轉(zhuǎn)換，具體結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。該終端通過北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)同BD_ISP在不使用智能終端建立簡單應(yīng)急通信時使用按鍵與LED燈完成相關(guān)設(shè)定與顯示，該終端使用的4個LED燈分別定義為LEDl、LED2、 LED3、LED4，其中LEDl為紅燈，LED2為綠燈，在本方案中LED燈的不同組合功能可定義為[0028]1)電池電量指示當(dāng)系統(tǒng)電源開啟后，電池電量低時，LEDl每隔一段時間明滅一次(如可設(shè)定為每5秒，LEDl亮2秒的方式)。2)衛(wèi)星定位信號指示當(dāng)系統(tǒng)電源打開后北斗通信終端首先進(jìn)行衛(wèi)星的搜尋， 當(dāng)衛(wèi)星搜尋成功后LED2交替閃爍，表示終端已經(jīng)能夠進(jìn)行定位計算并已經(jīng)完成當(dāng)前時刻的定位信息的獲取。3)應(yīng)急通信發(fā)送指示系統(tǒng)電源開啟，衛(wèi)星定位指示信號指示定位信息已獲取， 此時按下緊急按鈕后，通過通信終端連續(xù)發(fā)送3次將坐標(biāo)等定位信息發(fā)送到特定的北斗信息服務(wù)中心(BD_ISP)，并等待BD_ISP的應(yīng)答信號，在此期間，LED3交替閃爍，當(dāng)接收到BD_ ISP發(fā)送的應(yīng)答信號后，同時啟動某一頻率的蜂鳴器提示已收到此應(yīng)答信號。4)簡單交互通信北斗通信終端與BD_ISP的簡單通信可以通過蜂鳴器和LED2、 LED3/ LED4燈組合成其他功能定義，如可以發(fā)送簡單的提示信息的交互，比如BD_ISP已將應(yīng)急信息發(fā)送給相關(guān)聯(lián)系人、應(yīng)急救援工作已開展等。本方案中的按鍵功能定義1)當(dāng)KEYl和KEY2同時按下時，表示應(yīng)急通信，通過北斗通信終端向?qū)Ｓ帽倍沸畔⒎?wù)中心發(fā)送定位和應(yīng)急信息。2)當(dāng)僅按下KEYl或KEY2時，表示用戶希望得到BD_ISP對北斗通信終端所發(fā)信息的呼應(yīng)，此時BD_ISP發(fā)送的提示信息經(jīng)單片機(jī)解析后，可以通過控制蜂鳴器和LED燈將相關(guān)信息解析呈現(xiàn)給用戶。用戶需要的其他更復(fù)雜和直接的交互功能可通過使用USB與智能終端連接，使用智能終端上為北斗通信終端定制的應(yīng)用軟件完成人機(jī)交互與復(fù)雜內(nèi)容的雙向通信交互。為了對所使用的單片機(jī)IO接口擴(kuò)展，以減少使用的單片機(jī)引腳數(shù)，從而減小所選擇的單片的芯片面積和功耗，使用鎖存器進(jìn)行I/O擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)電路如圖6所示給出了 LED燈的控制信號同USB接口芯片F(xiàn)TM5的雙向數(shù)據(jù)IO對單片機(jī)雙向IO的共享，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的IO擴(kuò)展。1)該方案采用USB接口同智能終端(如智能手機(jī)、平板電腦等)連接，以將智能終端作為該北斗通信終端的人機(jī)交互界面，將智能終端上復(fù)雜的人機(jī)交互任務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和控制字信息經(jīng)USB接口與北斗通信終端實(shí)現(xiàn)雙向交互，也可以使用其他近距離的無線傳輸方式(如藍(lán)牙等)完成北斗通信終端與智能終端的通信。2)該北斗通信終端能夠通過功能按鍵能夠完成應(yīng)急狀態(tài)下的定位信息與求救信號發(fā)送，并通過蜂鳴器(也可以使用揚(yáng)聲器)與LED燈指示北斗模塊的通信狀態(tài)、應(yīng)急信息的發(fā)送與應(yīng)答情況指示等。3)低功耗的設(shè)計主要通過使用PMOS開關(guān)管的開關(guān)以完成對北斗發(fā)送/接收模塊的電源開關(guān)控制，并通過單片機(jī)進(jìn)入待機(jī)模式實(shí)現(xiàn)低功耗4)多電源設(shè)計該便攜式系統(tǒng)采用的直流電源能夠直接滿足北斗接收/發(fā)送模塊的電壓需求，并通過DC/DC的方式來獲的其他模塊所需要的5V和3. 3V直流電源。5)該終端通過使用鎖存器實(shí)現(xiàn)IO擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)選取通用IO管腳數(shù)少的單片機(jī)， 具體給出了 USB芯片的數(shù)據(jù)IO與LED輸出控制I/O的共用。
權(quán)利要求1.一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，包括單片機(jī)控制模塊(1)、電源管理模塊(2)，其特征在于所述的單片機(jī)控制模塊(1)上連接有IO共享控制電路(4)、北斗發(fā)送/接收模塊(9 )和蜂鳴器(8 )，所述的IO共享控制電路(4)上連接有USB電路模塊(5 )、 LED燈(6)和按鍵(7)，所述的北斗發(fā)送/接收模塊(9)上連接有天線(10)，所述的電源管理模塊(2)上連接有鋰電池(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，其特征在于所述的IO共享控制電路(4)由單片機(jī)FTM5 (11)和單片機(jī)74HC573 (12)與單片機(jī)控制模塊(1)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，其特征在于所述的單片機(jī)控制模塊(1)的CPU為MSP430。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，其特征在于所述的LED燈(6)設(shè)置有4個，分別為LED1、LED2、LED3和LED4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，其特征在于所述的按鍵(7)設(shè)置有2個，分別為KEYl和KEY2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端，其特征在于所述的蜂鳴器(8)為TMB12A05有源電磁式蜂鳴器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及儀器與儀表領(lǐng)域，應(yīng)用于應(yīng)急通信，具體涉及一種基于北斗衛(wèi)星的雙向交互式應(yīng)急通信終端。該通訊技術(shù)方案采用USB接口同智能終端(如智能手機(jī)、平板電腦等)連接，以使用智能終端完成人機(jī)交互，應(yīng)急通信信息可以通過該終端使用按鍵的方式完成北斗通信任務(wù)，該實(shí)用新型同時還公布了有關(guān)該便攜式終端的電源設(shè)計和為減少使用的單片機(jī)引腳的IO共享方法，按此方式實(shí)現(xiàn)的便攜式的北斗終端與專用的北斗信息服務(wù)中心、智能終端上的的定制應(yīng)用軟件結(jié)合，可以有效的滿足無通信網(wǎng)信號環(huán)境下的應(yīng)急通信應(yīng)用。
文檔編號H04W88/02GK202077185SQ201120169990
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者梅奎志, 王文斌, 胡飛虎, 趙季中 申請人:西安華運(yùn)天成通訊科技有限公司