一種低功耗的北斗定位通訊裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及北斗衛星導航系統，具體涉及一種低功耗的北斗定位通訊裝置及方法。
【背景技術】
[0002]在北斗導航系統提供的民用ICD文件中，公開服務信號是B1I。目前在服務區有14顆衛星工作，免費提供定位、測速、授時服務，授時精度為納米級，定位精度為10米。
[0003]目前的北斗衛星定位通訊裝置，以北斗手表的形式銷售，外觀看似普通的運動型電子表，卻能依靠北斗二代導航衛星來準確“授時”，還可以實現如手機一樣的通話功能，而且，只要與具體的手機號碼或監控平臺綁定，不管佩戴者身在何處，都可以定位到手表具體的位置信息。但是，目前北斗衛星定位通訊裝置待機時間長達一般在2天左右，全負荷工作時間約達4~5小時，這制約北斗衛星定位通訊裝置的廣泛推廣。因此，如何節約功耗，提高北斗衛星定位通訊裝置待機和工作時間，已成為急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種低功耗的北斗衛星定位通訊裝置，該裝置包括北斗衛星接收模塊、顯示模塊、通訊模塊、按鍵控制模塊和時鐘模塊；其中，所述北斗衛星接收模塊分別與所述顯示模塊、通訊模塊、按鍵控制模塊和時鐘模塊相連，所述按鍵控制模塊輸入按鍵控制信息至所述北斗衛星接收模塊，所述時鐘模塊輸入時鐘信息至所述北斗衛星接收模塊，所述顯示模塊顯示所述北斗衛星接收模塊輸出的信息，所述北斗衛星接收模塊與所述通訊模塊相連，通過所述通訊模塊與外部進行通訊。
[0005]所述時鐘模塊包括晶振一和晶振二，所述北斗衛星接收模塊包括北斗衛星接收主模塊和RTC模塊；其中，所述晶振一為所述北斗衛星接收主模塊提供時鐘信號，所述晶振二為所述RTC模塊提供時鐘信號，所述RTC模塊與所述北斗衛星接收主模塊互聯，提供實時時鐘信號及秒中斷信號，并接收校正信號。
[0006]所述時鐘模塊包括晶振一，所述北斗衛星接收模塊包括北斗衛星接收主模塊、分頻模塊和RTC模塊；其中，所述晶振一為所述北斗衛星接收主模塊提供時鐘信號，同時經所述分頻模塊分頻后為所述RTC模塊提供時鐘信號，所述RTC模塊與所述北斗衛星接收主模塊互聯，提供實時時鐘信號及秒中斷信號，并接收校正信號。
[0007]所述分頻模塊為數字分頻模塊。
[0008]所述晶振一為一高精度的帶溫度補償的晶振。
[0009]一種低功耗的北斗衛星定位通訊控制方法，該方法在常規工作模式下包括如下步驟:
系統完成初始化；
啟動所述北斗衛星接收主模塊的搜星及定位；
內部計時器清零，并開始計時；所述內部計時器未接收到清零信號時，保持計時狀態； 同步北斗時間到所述RTC模塊；
通過所述顯示模塊顯示輸出的時間；
判斷定位衛星數目是否達到設定閾值N ；
若定位衛星數目已達到設定閾值N，則關閉所述北斗衛星接收主模塊的捕獲、跟蹤和位置解算模塊；
若定位衛星數目未達到設定閾值N，則判斷內部計時器計時是否達到延時Tl，若是則不論定位衛星數目是否達到設定閾值，均關閉所述北斗衛星接收模塊的捕獲、跟蹤和位置解算模塊；若不是則繼續重復本步驟的判斷；
內部計時器計時達到延時Tl后，判斷內部計時器計時是否達到再次搜星及定位時間T2 ;若內部計時器計時大于或等于搜星及定位時間T2，則啟動所述北斗衛星接收主模塊的搜星和定位，北斗接收模塊重新定位，同時將內部計時器清零，重新計時；若內部計時器計時小于再次搜星及定位時間T2，則重復判斷；
所述閾值N、延時Tl和再次搜星及定位時間T2通過軟件設定，其中閾值N的設定應滿足該N個完整的衛星星歷保存至系統內置的內存后，再次開啟北斗模塊時能快速定位；所述延時Tl小于再次搜星及定位時間T2，且大于所述北斗接收主模塊的冷啟動時間。
[0010]所述再次搜星及定位時間T2小于衛星星歷更新的時間。
[0011]所述延時Tl和所述再次定位時間T2的判斷分別采用微處理器查詢或中斷的方式完成。
[0012]所述方法在監控模式下，在所述同步北斗時間到所述RTC模塊后，還包括以下步驟:
判斷當前模式是否為主動模式；
若當前模式不是主動模式，則再次判斷是否收到位置查詢信息；
若未收到位置查詢信息，則設置所述通訊模塊處于休眠模式；
若當前模式是主動模式，或收到位置查詢信息，則解析用戶位置；
輸出用戶位置到所述通訊模塊，改變通訊模塊處于工作模式，將定位信息發送到監控平臺或綁定的手機。
[0013]當所述北斗衛星接收主模塊接收到所述RTC模塊發出的秒中斷信號后，則暫停當前的步驟，通過所述顯示模塊顯示輸出當前的時間，顯示輸出完成后，再返回原有的步驟繼續執行。
[0014]本發明實施例中通過多種方式，從硬件和軟件相結合的方法，降低北斗衛星定位通訊裝置功耗，延長待機及工作時間。其中硬件方面:優化北斗衛星定位通訊裝置的硬件系統結構，減少內部晶振、復用內部MCU及實時時鐘模塊RTC (Real Time Control)，節約成本，降低功耗。
[0015]軟件方面:一方面通過調整MCU控制器的控制程序，增加MCU的控制任務，用來處理外部輸入模塊的中斷、內部延時計時器中斷以及顯示模塊的控制；同時通過軟件控制，自適應調節北斗接收模塊內部的捕獲、跟蹤及定位解算模塊工作時間和關閉后再次開啟北斗模塊的時間間隔，既減低功耗，又不影響北斗衛星定位通訊裝置的授時精度；通過將工作模式分為常規模式和監控模式，減少通訊模塊功耗，延長北斗衛星定位通訊裝置待機及工作時間。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是現有技術下北斗手表系統結構示意圖；
圖2是本發明【具體實施方式】中所述低功耗北斗定位通訊裝置的結構示意圖；
圖3是本發明【具體實施方式】中所述北斗衛星接收模塊的一種結構示意圖；
圖4是本發明【具體實施方式】中所述北斗衛星接收模塊的另一結構示意圖；
圖5是本發明【具體實施方式】中所述低功耗北斗定位通訊控制方法在常規工作模式下的流程圖；
圖6是本發明【具體實施方式】中所述低功耗北斗定位通訊控制方法在監控模式下的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將結合附圖，對本發明【具體實施方式】進行詳細描述。
[0019]如圖1所示為目前的北斗手表系統，該系統包括北斗衛星接收模塊、顯示模塊、通訊模塊、按鍵控制模塊，以及外置于北斗接收模塊的MCU控制模塊和MCU控制模塊所需要的外部時鐘模塊2。
[0020]如圖2所示為本【具體實施方式】所述一種低功耗的北斗定位通訊裝置的結構示意圖，該裝置包括北斗衛星接收模塊100、顯示模塊101、通訊模塊103和按鍵控制模塊102和時鐘模塊104 ;相比圖1所示的系統，該裝置減少了外置的MCU控制模塊及相應的時鐘模塊，而通過復用所述北斗衛星接收模塊的MCU控制模塊及相應的時鐘模塊實現。
[0021]如圖3所示為所述北斗衛星接收模塊100和時鐘模塊104的一種結構框圖，該結構中，所述時鐘模塊104包括兩個晶振:晶振一 1041和晶振二 1042，所述北斗衛星接收模塊100包括北斗衛星接收主模塊1001和RTC模塊1002 ;其中晶振一 1041為北斗衛星接收主模塊1001提供時鐘信號，晶振二 1042為RTC模塊1002 (Real Time Clock實時時鐘模塊)提供時鐘信號；所述RTC模塊1002每秒產生一個秒中斷信號至所述北斗衛星接收主模塊1001中的MCU控制模塊，用于及時刷新顯示模塊。
[0022]如圖4所示為北斗衛星接收模塊100和時鐘模塊104的一種結構框圖，在該結構中，只需要一個晶振一 1041，該晶振一 1041直接輸入所述北斗衛星接收主模塊1001，同時還經一分頻模塊1003后輸入所述RTC模塊1002。
[0023]其中，所述分頻模塊1003為數字分頻模塊。
[0024]在另一實施方式中，所述晶振一為高精度的帶溫度補償的晶振TCX0，針對北斗衛星定位通訊裝置的應用，可節約常規的RTC模塊晶體振蕩器，而由時鐘模塊TCXO直接分頻至所述RTC模塊1002所需要的頻率，作為RTC模塊1002的時鐘源信號。在每次北斗模塊搜星定位完成后，將北斗衛星接收主模塊1001的北斗時間系統與RTC模塊1002同步，即按北斗時間來修正RTC模塊1002的時間信息。北斗衛星接收主模塊1001的MCU控制器按RTC模塊產生的秒中斷信號以每秒一次的刷新率將RTC模塊1002的時間信息輸出到所述顯示模塊101，實現北斗“授時”功能。
[0025]基于上述低功耗的北斗定位通訊裝置，本發明還給出了一種低功耗的北斗定位授時控制方法。為節約系統功耗，不需要所述北斗衛星接收主模塊的捕獲、跟蹤和位置解算模塊實時工作，可通過軟件設定搜索衛星的數目，延時Tl等，使所述北斗衛星定位主模塊1001的休眠和工作狀態，具體的控制方法在下面詳細描述。
[0026]為了進一步降低功耗，將所述北斗定位通訊裝置的工作模式分為常規工作模式和監控工作模式。在常規工作模式下，關閉通訊模塊電源，北斗衛星定位通訊裝置作為普通的“授時”裝置，但可將用戶的位置信息保留在北斗模塊的閃存備份。這時用戶的位置信息僅保留時間和經緯度信息，大約在43字節容量，以再次搜星及定位時間T2設定為15分鐘為例計算，記錄一天的用戶位置信息約4KB字節左右。在用戶需要的時候，開啟通訊模塊功能，以短信方式發送到綁定的手機。
[0027]如圖5所示，為本【具體實施方式】中，所述低功耗北斗定位通訊裝置的常規工作模式流程圖，包括如下步驟:
步驟SlOO:系統完成初始化；
步驟SlOl