CN104459717A - 基于跌落检测实现gnss接收机防摔保护的系统及方法 - Google Patents

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    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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Abstract

本发明涉及一种基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法，其中包括加速度检测模块，用以实时检测GNSS接收机的加速度；关机控制模块，用以当GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时控制GNSS接收机关机，加速度检测模块包括X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器和Z轴加速度传感器，跌落判定条件为GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值均小于系统预设加速度阈值。采用该种结构的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法，能检测到接收机的坠落状态，并迅速关机，软件也保存，能减少数据丢失，在关机前可以利用GNSS接收机发出高精度的位置信息，并发出跌落警告，便于事后找寻，具有更广泛的应用范围。

Description

基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法
技术领域
本发明涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及传感器监测技术领域，具体是指一种基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法。
背景技术
现有的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)接收机虽然在结构上做了防摔处理，但是还缺失一种软件的防摔机制。当GNSS接收机突发跌落状况时，仍然可能会对其中的硬件和软件系统造成很大的损伤，造成严重后果。因此，如果能检测到接收机坠落状态，马上关机，能避免很多问题，并且如果在关机前可以利用GNSS模块发出高精度的位置信息，并发出跌落警告，将便于事后找寻。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现及时监测到接收机的坠落状态并迅速关机、减少对硬件的损害、同时保存软件数据减少数据丢失、具有更广泛应用范围的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法。
为了实现上述目的，本发明的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法具有如下构成：
该基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
加速度检测模块，用以实时检测所述的GNSS接收机的加速度；
关机控制模块，用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时控制所述的GNSS接收机关机。
较佳地，所述的加速度检测模块用以实时检测所述的GNSS接收机的X轴加速度、Y轴加速度和Z轴加速度。
更佳地，所述的跌落判定条件为所述的GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值均小于系统预设加速度阈值。
更进一步地，所述的系统预设加速度阈值为360mg。
较佳地，所述的系统还包括软件备份模块，所述的软件备份模块用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时对所述的GNSS接收机中各种软件数据进行备份。
较佳地，所述的系统还包括跌落警告通知模块，所述的跌落警告通知模块用以当达到跌落判定条件时利用GNSS接收机发出高精度的位置信息，并发出跌落警告。
本发明还涉及一种根据所述的系统基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的加速度检测模块检测所述的GNSS接收机的加速度；
(2)所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的加速度是否达到跌落判定条件，如果是，则继续步骤(3)，否则继续步骤(5)；
(3)所述的关机控制模块判定所述的GNSS接收机为自由落体状态，然后继续步骤(4)；
(4)所述的关机控制模块控制所述的GNSS接收机关机，然后结束退出；
(5)所述的关机控制模块判定所述的GNSS接收机为非自由落体状态并经系统预设间隔时间后，继续步骤(1)。
较佳地，所述的加速度检测模块用以实时检测所述的GNSS接收机的X轴加速度、Y轴加速度和Z轴加速度，所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的加速度是否达到跌落判定条件，具体为：
所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值是否均小于系统预设加速度阈值。
较佳地，所述的系统还包括软件备份模块，所述的步骤(3)和(4)之间，还包括以下步骤：
(3-1)所述的软件备份模块对所述的GNSS接收机中各种软件数据进行备份。
较佳地，所述的系统还包括跌落警告通知模块，所述的步骤(3)和(4)之间，还包括以下步骤：
(3-2)所述的跌落警告通知模块向外发出跌落位置信息及跌落警告。
采用了该发明中的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法，能检测到接收机的坠落状态，并迅速关机。进入关机时好多模块已经断电，能减少对硬件的损害。软件也保存，也能减少数据丢失，跌落时能对外发出跌落位置信息及跌落警告，便于事后搜寻，具有更广泛的应用范围。
附图说明
图1为本发明的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统的结构示意图。
图2为本发明的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
如图1所示，为了实现上述发明目的，本发明的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统包括：
加速度检测模块，用以实时检测所述的GNSS接收机的加速度；
关机控制模块，用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时控制所述的GNSS接收机关机。
在一种较佳的实施方式中，所述的加速度检测模块用以实时检测所述的GNSS接收机的X轴加速度、Y轴加速度和Z轴加速度。通过对三个轴方向的加速度的检测，实现更精确和及时的跌落检测。
在一种更佳的实施方式中，所述的跌落判定条件为所述的GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值均小于系统预设加速度阈值。
更进一步地，所述的系统预设加速度阈值为360mg。在实际应用中，该系统预设加速度阈值可以根据需要进行调整。
在一种较佳的实施方式中，所述的系统还包括软件备份模块，所述的软件备份模块用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时对所述的GNSS接收机中各种软件数据进行备份。
在一种较佳的实施方式中，所述的系统还包括跌落警告通知模块，所述的跌落警告通知模块用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时向外发出高精度跌落位置信息及跌落警告。
如图2所示，本发明还涉及一种根据所述的系统基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法，包括以下步骤：
(1)所述的加速度检测模块检测所述的GNSS接收机的加速度；
(2)所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的加速度是否达到跌落判定条件，如果是，则继续步骤(3)，否则继续步骤(5)；
(3)所述的关机控制模块判定所述的GNSS接收机为自由落体状态，然后继续步骤(4)；
(4)所述的关机控制模块控制所述的GNSS接收机关机，然后结束退出；
(5)所述的关机控制模块判定所述的GNSS接收机为非自由落体状态并经系统预设间隔时间后，继续步骤(1)。
在一种较佳的实施方式中，所述的加速度检测模块用以实时检测所述的GNSS接收机的X轴加速度、Y轴加速度和Z轴加速度，所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的加速度是否达到跌落判定条件，具体为：
所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值是否均小于系统预设加速度阈值。
在一种较佳的实施方式中，所述的系统还包括软件备份模块和跌落警告通知模块，所述的步骤(3)和(4)之间，还包括以下步骤：
(3-1)所述的软件备份模块对所述的GNSS接收机中各种软件数据进行备份。
在一种较佳的实施方式中，所述的系统还包括跌落警告通知模块，所述的步骤(3)和(4)之间，还包括以下步骤：
(3-2)所述的跌落警告通知模块向外发出跌落位置信息及跌落警告。
下面以一个具体实施例来进一步介绍本发明：
硬件上需要加速度传感器。
物体如果处于静止状态，就只受重力加速度的影响，而且物体三个轴上的重力加速度矢量和为1g。加速度传感器的核心部分是微机械加速度传感器元件的对称电容块，它由三片相互被薄玻璃膜隔离的硅片组成。中间硅片是悬臂多射线式结构，在它上面的大的质量块，电容和弹性系数能独立的得到最佳结果。这正是在低g值量程内取得很好测量结果的原因。作用在硅片上的重力和加速的力量使单晶硅电射束振荡弯曲，这种偏差能被两金属膜为电极的电容之间的距离变化而测量出来。微机械片能使相对大的电容和电容变化容易的被检测出来。
物体如果处于自由落体状态，理论上在物体的X轴、Y轴和Z轴三个轴上的加速度均为零。而在实际情况中，由于空气阻力和下落旋转时产生的离心力，三个轴上的加速度矢量和应是某一个较小的数值。
静止时，物体在三个轴上的加速度不可能同时小于577mg。当然，这是一个理论上的上限参考值。考虑到加速度传感器在0g时的误差和温度变化对测量精度的影响，为防止误触发，可以将这个门槛值设定为360mg。如果三个轴上的加速度同时小于360mg，我们就可以认为物体处于自由落体状态，可以触发中断。需要注意的是，这个门槛值是一个绝对值，并且门槛值对X轴、Y轴和Z轴三个轴都是有效的，因此，我们可以设置加速度在某一轴上超过门槛值就产生中断(“或”的关系)或者加速度在三个轴上都超过门槛值才产生中断(“与”的关系)。这样，在做跌落保护时，应该选择“与”的关系作为跌落的判定条件。
采用了该发明中的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统及方法，能检测到接收机的坠落状态，并迅速关机。进入关机时好多模块已经断电，能减少对硬件的损害。软件也保存，也能减少数据丢失，跌落时能对外发出跌落位置信息及跌落警告，便于事后搜寻，具有更广泛的应用范围。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其特征在于，所述的系统包括：
加速度检测模块，用以实时检测所述的GNSS接收机的加速度；
关机控制模块，用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时控制所述的GNSS接收机关机。
2.根据权利要求1所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其特征在于，所述的加速度检测模块用以实时检测所述的GNSS接收机的X轴加速度、Y轴加速度和Z轴加速度。
3.根据权利要求2所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其特征在于，所述的跌落判定条件为所述的GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值均小于系统预设加速度阈值。
4.根据权利要求3所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其特征在于，所述的系统预设加速度阈值为360mg。
5.根据权利要求1所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其特征在于，所述的系统还包括软件备份模块，所述的软件备份模块用以当所述的GNSS接收机的加速度达到跌落判定条件时对所述的GNSS接收机中各种软件数据进行备份。
6.根据权利要求1所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的系统，其特征在于，所述的系统还包括跌落警告通知模块，所述的跌落警告通知模块用以当达到跌落判定条件时利用GNSS接收机发出高精度的位置信息，并发出跌落警告。
7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的系统基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的加速度检测模块检测所述的GNSS接收机的加速度；
(2)所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的加速度是否达到跌落判定条件，如果是，则继续步骤(3)，否则继续步骤(5)；
(3)所述的关机控制模块判定所述的GNSS接收机为自由落体状态，然后继续步骤(4)；
(4)所述的关机控制模块控制所述的GNSS接收机关机，然后结束退出；
(5)所述的关机控制模块判定所述的GNSS接收机为非自由落体状态并经系统预设间隔时间后，继续步骤(1)。
8.根据权利要求7所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法，其特征在于，所述的加速度检测模块用以实时检测所述的GNSS接收机的X轴加速度、Y轴加速度和Z轴加速度，所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的加速度是否达到跌落判定条件，具体为：
所述的关机控制模块判断所述的GNSS接收机的X轴、Y轴和Z轴的加速度值是否均小于系统预设加速度阈值。
9.根据权利要求7所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法，其特征在于，所述的系统还包括软件备份模块，所述的步骤(3)和(4)之间，还包括以下步骤：
(3-1)所述的软件备份模块对所述的GNSS接收机中各种软件数据进行备份。
10.根据权利要求7所述的基于跌落检测实现GNSS接收机防摔保护的方法，其特征在于，所述的系统还包括跌落警告通知模块，所述的步骤(3)和(4)之间，还包括以下步骤：
(3-2)所述的跌落警告通知模块向外发出跌落位置信息及跌落警告。
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