CN103309829A

CN103309829A - 一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法

Info

Publication number: CN103309829A
Application number: CN2013102672437A
Authority: CN
Inventors: 李江华; 史焱; 张祥; 左广跃
Original assignee: NANJING KAIRUIDE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd; NANJING MAIDING TECHNOLOGIES Co Ltd; NANJING DANAO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING KAIRUIDE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd; NANJING MAIDING TECHNOLOGIES Co Ltd; NANJING DANAO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-06-30
Filing date: 2013-06-30
Publication date: 2013-09-18

Abstract

一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，针对现有技术的不足，提供一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，支持多种通信模式，能适应各种恶劣环境。其由3个模块组合而成：核心模块、保密模块、音频及其他接口模块，其中核心模块通过IO口控制并与保密模块、音频及其他接口模块相连，具体保密模块与音频及其他接口模块没有直接的数据交互而是通过核心模块中的CPU进行调度使用。本发明创造的主频可达806MHz，支持高效通讯指令，可以和同样架构处理器之间达到高速传输,可以有效的加快视频、3D图像、音频以及其他SIMD传统元素处理，可支持WINCE/Android操作系统，实现高效数据传输处理。

Description

一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及卫星通信产品控制领域。

背景技术

近年来随着信息科技的飞速发展，嵌入式手持设备技术获得了广阔的发展空间。为了满足人们各种生活需求，越来越多的手持设备如GPS、掌上电脑、智能手机等一系列多功能的产品已经渗透到人们生活之中。从最初的单片机结构到现在带有专门操作系统的嵌入式结构，嵌入式系统的需求复杂性日益提高，规模也在逐步扩大，因此如何设计复杂的嵌入式系统也就成了目前需要讨论的一个重要课题。然而，传统的嵌入式系统设计方法没有统一的标准，开发过程中人为因素影响严重，并且在软硬件协同设计方面缺乏灵活性和有效的联系手段，使得嵌入式系统在效率、成本等方面存在不足。与传统的嵌入式系统相比，便携分布式集成通信手持设备在电源功耗、系统性能等方面有着更鲜明的对比性。

发明内容

本发明创造的技术解决问题：针对现有技术的不足，提供一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，支持多种通信模式，能适应各种恶劣环境。

本发明创造的技术解决方案：

本发明创造所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法由3个模块组合而成：核心模块、保密模块、音频及其他接口模块，其中核心模块通过IO口控制并与保密模块、音频及其他接口模块相连，具体保密模块与音频及其他接口模块没有直接的数据交互。

所述的核心模块包含有14个部分，分别包括CPU（1）、DDR（2）、可扩展大容量NAND FLASH（3）、NAND FLASH（4）、GPS模块（5）、双10/100M自适应Ethernet模块（6）、可定制音频编解码器（7）、TTL转RS232串口模块（8）、显示模块（9）、键盘模块（10）、电源管理模块（11）、USB-HOST（12）、SD-Socket（13）、USB-OTG（14）, 其中所述的CPU（1）通过各IO口控制其他13个部分并与其交互相连，其他各十三个部件一致通过所述的CPU（1）进行调度使用。

所述的CPU（1）是指一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法的处理器，优选型号为PXA320；

所述的DDR（2）是指DDR SDRAM 同步动态随机存储器；

所述的可扩展大容量NAND FLASH（3）为可选择项，当实际情况中需要更大容量的NAND FLASH时可采用。

所述的NAND FLASH（4）为非易失内存；

所述的GPS模块（5）为全球定位系统模块；

所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）是两个百兆以太网控制器组成，是用于连接CPU与网络的硬件设备。

所述的可定制音频编解码器（7）允许增加一个音频解码器模块；

所述的TTL转RS232串口模块（8）是一种数据交互接口，用于所述的CPU（1）与PC机或者卫星通信站的数据交互；

所述的显示模块（9）可以外接触摸式OLED显示屏；

所述的键盘模块（10）可以外接输入设备；

所述的电源管理模块（11）由输入端过压保护IC芯片、高效电源管理IC芯片、LDO低压差线性稳压器、实时时钟IC芯片、带使能功能的降压芯片以及USB限流开关组成；其中所述的输入端过压保护IC优选型号为MAX14527，所述的高效电源管理IC的优选型号为MAX8660，所述的实时时钟IC的优选型号为DS1337，所述的带使能功能的降压芯片的优选型号为TPS62040，所述的USB限流开关的优选型号为MAX1693；

所述的USB-HOST（12）是指USB主设备，通过所述的USB-HOST（12）可以将一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的主板作为主设备使用，可以外接USB鼠标等设备；

所述的SD-Socket（13）是指放SD卡的插槽，其中所述的SD卡内事先预置应用程序或需要烧录的软件。

所述的USB-OTG（14）是指USB从设备，通过所述的USB-OTG（14）可以将一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的主板作为类似U盘类型的设备使用。

所述的保密模块包含有CF卡（19），CF卡（19）与CPLD（20）相连；其中CPLD（20）可以与所述的核心模块的CPU（1）相连；所述的CF卡（19）作为保密机使用；所述的CPLD（20）通过并口实现所述的CF卡（19）作为保密机所需要的特定时序并将加密后的数据传输给所述的核心模块的CPU（1）。

所述的音频及其他接口模块包含有低电压双路SPDT音频静噪开关（15）、LDO低压差线性稳压器（16）、音频放大器（17）、防水航插接口（18）；所述的音频及其他接口模块的主要功能是选择音频输入信号端，通过所述的音频放大器（17）将音频信号进行放大，然后传输给其他设备；所述的音频及其他接口模块有PPT（Push-to-Talk 一键通）功能，可以进行“一对一”和“一对多”通话。

本发明创造的有益效果：

本发明创造是一款针对特殊环境使用而设计的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，通过外接同步应用手持终端设备，支持多种通信模式，能适用于多种应用场景和恶劣环境；本发明创造外接同步应用手持终端设备采用加固型防水全镁铝合金机壳，采用高强度玻璃面板有效保护显示屏，具有极佳的抗震耐摔性能；

本发明创造的所述的CPU（1）主频可达806MHz，支持高效通讯指令，可以和同样架构处理器之间达到高速传输,可以有效的加快视频、3D图像、音频以及其他SIMD传统元素处理，可支持WIN CE /Android 操作系统；

本发明创造的所述的显示模块（9）可外接OLED显示屏，其具有主动发光、视角广、响应速度快、画质均匀、图像稳定能耗低等多个优点，并且由于OLED是全固态，具有抗震荡、耐低温等特性（- 400C）。

说明书附图说明：

图1为本发明创造的整体架构图；

图2为本发明创造的核心模块结构功能架构图：

1—CPU；2—DDR；3—可扩展大容量NAND FLASH；4—NAND FLASH；5—GPS模块；6—双10/100M自适应Ethernet模块；7—可定制音频编解码器；8—TTL转RS232串口模块；9—显示模块；10—键盘模块；11—电源管理模块；12—USB-HOST；13—SD-Socket；14—USB-OTG；

图3 本发明创造保密模块的功能架构图：

19—CF卡；20—CPLD；

图4本发明创造音频及其他接口模块的功能架构图：

15—低电压双路SPDT音频静噪开关；16—LDO低压差线性稳压器；17—音频放大器；18—防水航插接口；

图5 本发明创造的核心模块工作流程图；

图6 本发明创造的CPU使能控制图；

图7 本发明创造音频及其他接口模块的工作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合附图和实施方式对本发明的实施例作进一步的详细说明。

如图1、图2和图5，所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法的工作步骤包括：

步骤1：首先检测所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端线路是否连接正确，SD卡是否已经放在所述的SD-Socket（13）中，SD卡中是否有所需要的应用程序并且应用程序是否设置为自动运行，最终线路连接正确并且SD卡所有设置正常则可以对所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端进行加电，用配套的通信站或者直流电源给所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端设备供电，供电电压为4.5V～5V（DC 直流），供电电压首先经过所述的过压保护IC芯片，该芯片支持高达28V的输入电压，可以避免后端的电路因为输入电压过高而烧毁的风险，且过压门限值OVLO可以根据需求调节。其中所述的过压保护IC芯片的输出电压作为所述的高效电源管理IC芯片的输入电压；所述的高效电源管理IC芯片正常工作后会输出VCC_IO、VCC_MEN、VCC_APPS、VCC_MVT_BG、VCC_SRAM电压，这些电压负责给所述的CPU（1）等模块供电。其中所述的VCC_IO为3.3V,为所述的CPU（1）、所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）、所述的TTL转RS232串口模块（8）、所述的SD-Socket（13）供电；所述的VCC_MEN为1.8V,为所述的CPU（1）供电；所述的VCC_APPS为1.4V，为所述的CPU（1）供电；所述的VCC_MVT_BG为1.8V，为所述的CPU（1）供电；所述的VCC_SRAM为1.4V, 为所述的CPU（1）供电；

步骤2：在所述的电源管理模块（11）正常工作后，所述的显示模块（9）外接的显示屏会被点亮，所述的CPU（1）也会开始加载预置在所述的NAND FLASH（4）中的系统文件，并同步在所述的DDR（2）中运行，等待大约30s，所述的显示模块（9）外接的显示屏跳转进入CE系统的桌面，至此一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端系统启动完成；

步骤3：一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端系统启动完成后，所述的SD-Socket（13）中事先预置的应用程序自动启动，在应用程序启动时，一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端会通过所述的TTL转RS232串口模块（8）与其配套的通信站之间基于标准串口通信协议的数据交互，收到通信站返回正确的数据后应用程序完成启动；

步骤4：在一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端中选择所需要的应用程序：

Figure 2013102672437100002DEST_PATH_IMAGE001

在应用程序中找到发送信息选项，即可多台设备进行双向文本通信，通过所述的键盘模块（10）外接的键盘输入需要发送的内容并按确认键发送，其他设备即可收到相应的文本信息；

在应用程序中找到语音通话选项，使用所述的键盘模块（10）外接的键盘输入需要进行语音通话设备的号码，然后使用确定键进行拨号，在被呼叫设备上选择接听，接口进行双向语音通信；

Figure 2013102672437100002DEST_PATH_IMAGE003

在应用程序中找到位置服务选项，点击确认键进入GPS定位界面。点击查找所对应的按键，等待一段时间（约25s）左右，通常情况下在第一次定位时间会稍微长达40s左右，即可给出目前所在的位置（经纬度表示）；

所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法的中包含的所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）与PC机中的网卡功能类似，在多个一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端通过所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）连接到同一个网络下，所有连接到同一网络的手持终端口可以通过所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）进行网络通信；

所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法的中包含的所述的CPU（1）作为一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端的处理器会与大部分IO口进行数据交互；其中在开机过程中会与所述的DDR（2）、所述的NAND FLASH（4）进行数据交互；在启动所述的SD-Socket（13）中的应用程序时会与所述的SD-Socket（13）以及所述的TTL转RS232串口模块（8）进行数据交互；在一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端进行网络连接时，所述的CPU（1）需要与所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）进行数据交互；在定位时所述的CPU（1）会与所述的GPS模块（5）进行数据交互。

如图6，为了降低一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端整体设备的功耗，所述的USB-HOST（12）、所述的USB-OTG（14），所述的GPS模块（5）、所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）在不使用的情况下处于断电不工作的状态，如果用户需要用到这些功能选项，需要向所述的CPU（1）发送请求指令（即在应用程序中选择相应功能），所述的CPU（1）在接收到请求指令后，通过IO口控制所述的电源管理模块（11）中的带使能功能的IC芯片工作，一般来说，优选型号为GPIO13 的IC芯片控制所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6），优选型号为GPIO36的IC芯片控制所述的GPS模块（5），优选型号为GPIO3_2的IC芯片控制所述的USB-HOST（12）、所述的USB-OTG（14）。

如图3，所述的保密模块中的CF卡（19）作为保密机使用；所述的CPLD（20）通过并口实现所述的CF卡（19）作为保密机所需要的特定时序并将加密后的数据传输给所述的核心模块的CPU（1）。

如图4和图7，所述的音频及其他接口模块包含LDO低压差线性稳压器（16）、音频放大器（17）、低电压双路SPDT音频静噪开关（15）及防水航插接口（18）。所述的核心模块通过线对板连接器将5V电压作为所述的音频LDO低压差线性稳压器（16）的输入，所述的LDO低压差线性稳压器（16）输出一个3.3V给所述的音频放大器（17）和所述的低电压双路SPDT音频静噪开关（15）。所述的音频及其他接口模块主要功能就是选择音频输入信号端，通过所述的音频放大器（17）将音频信号进行放大，然后传输给其他设备。另外所述的音频及其他接口模块还有PTT（一键通Push-to-Talk）功能，是一种全新的移动技术，可以快速地进行“一对一”或者“一对多”通话，就像使用对讲通话机一样。一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的手持终端设备本身和外接耳机话筒组都需要使用PPT才可以进行话音输入。按下PTT键后，与PTT键相连的CPU的IO口电平状态会被拉低，当与PTT键相关的IO 口电平拉低后，则可以进行语音通话。

以上所述仅是本发明创造的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法由3个模块组合而成：核心模块、保密模块、音频及其他接口模块，其中核心模块通过IO口控制并与保密模块、音频及其他接口模块相连，具体保密模块与音频及其他接口模块没有直接的数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的核心模块包含有14个部分，分别包括CPU（1）、DDR（2）、可扩展大容量NAND FLASH（3）、NAND FLASH（4）、GPS模块（5）、双10/100M自适应Ethernet模块（6）、可定制音频编解码器（7）、TTL转RS232串口模块（8）、显示模块（9）、键盘模块（10）、电源管理模块（11）、USB-HOST（12）、SD-Socket（13）、USB-OTG（14）, 其中所述的CPU（1）通过各IO口控制其他13个部分并与其交互相连，其他各十三个部件一致通过所述的CPU（1）进行调度使用。

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的CPU（1）是指一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法的处理器，优选型号为PXA320。

4.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的可扩展大容量NAND FLASH（3）为可选择项，当实际情况中需要更大容量的NAND FLASH时可采用。

5.所述的双10/100M自适应Ethernet模块（6）是由两个百兆以太网控制器组成，是用于连接CPU与网络的硬件设备。

6.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的可定制音频编解码器（7）允许增加一个音频解码器模块。

7. 根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的TTL转RS232串口模块（8）是一种数据交互接口，用于所述的CPU（1）与PC机或者卫星通信站的数据交互。

8.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的显示模块（9）可以外接触摸式OLED显示屏。

9.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的键盘模块（10）可以外接输入设备。

10.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的电源管理模块（11）由输入端过压保护IC芯片、高效电源管理IC芯片、LDO低压差线性稳压器、实时时钟IC芯片、带使能功能的降压芯片以及USB限流开关组成；其中所述的输入端过压保护IC优选型号为MAX14527，所述的高效电源管理IC的优选型号为MAX8660，所述的实时时钟IC的优选型号为DS1337，所述的带使能功能的降压芯片的优选型号为TPS62040，所述的USB限流开关的优选型号为MAX1693。

11.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的USB-HOST（12）是指USB主设备，通过所述的USB-HOST（12）可以将一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的主板作为主设备使用，可以外接USB鼠标等设备。

12.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的SD-Socket（13）是指放SD卡的插槽，其中所述的SD卡内事先预置应用程序或需要烧录的软件。

13.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的USB-OTG（14）是指USB从设备，通过所述的USB-OTG（14）可以将一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法所嵌入式应用的主板作为类似U盘类型的设备使用。

14.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的保密模块包含有CF卡（19），CF卡（19）与CPLD（20）相连；其中CPLD（20）可以与所述的核心模块的CPU（1）相连；所述的CF卡（19）作为保密机使用；所述的CPLD（20）通过并口实现所述的CF卡（19）作为保密机所需要的特定时序并将加密后的数据传输给所述的核心模块的CPU（1）。

15.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的便携分步式集成通信控制方法，其特征在于所述的音频及其他接口模块包含有低电压双路SPDT音频静噪开关（15）、LDO低压差线性稳压器（16）、音频放大器（17）、防水航插接口（18）；所述的音频及其他接口模块的主要功能是选择音频输入信号端，通过所述的音频放大器（17）将音频信号进行放大，然后传输给其他设备；所述的音频及其他接口模块有PPT（Push-to-Talk 一键通）功能，可以进行“一对一”和“一对多”通话。