CN106226795A - 一种双gps天线智能切换的实现方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双GPS天线智能切换的实现方法及其系统,通过获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;判断所述空间位置坐标是否位于预设空间位置坐标范围内,若是,则控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;否则控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接。由于本发明和系统中,将所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中,且所述预设空间位置坐标范围对应设备空间位置为第一GPS天线位于第二GPS天线之上,因此视频开关可以自动根据获取的空间位置信息对GPS天线做切换,从而实现GPS全方位的位置定位,为得到准确的位置数据提供了方便。
Description
技术领域
本发明涉及智能定位技术领域,尤其涉及的是一种双GPS天线智能切换的实现方法及其系统。
背景技术
目前各定位设备中的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)天线基本上都是无源的,且大都是采用的陶瓷天线来设计,该天线是圆极化天线,有着很好的上半球效率,因为所有的GPS卫星都是在高空中,天线的方向图向上增益高是对GPS性能有很好的提升作用的。
陶瓷天线的好处是方向性较强,一般情况下其朝上方向的增益比较好,朝下方向的增益就会很差。这点对很多位置固定设计的设备是很有优势的,因为我们可以在安装设备的时候,刻意使设备的GPS天线方向图朝上。但是这种设计限制非常大,且不灵活。对那些位置不固定或者不好固定的设备、对那些位置、方位可能需要经常变化的设备品就会存在问题,可能会因为设备的方位变化了,导致天线的方向朝地下,GPS信号变得很差,减少十几个dB的能量,GPS可能出现无法工作的情况,对设备使用造成影响。
因此,现有技术有待于进一步的改进。
发明内容
鉴于上述现有技术中的不足之处,本发明的目的在于为用户提供一种双GPS天线智能切换的实现方法及其系统,克服现有技术中GPS定位设备定位的角度范围窄,不能满足全方位GPS定位的缺陷。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种双GPS天线智能切换的实现方法,其中,包括以下步骤:
A、获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;
B、判断所述空间位置坐标是否位于预设空间位置坐标范围内,若是,则执行步骤C,否则执行步骤D;
C、控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;
D、控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接;
所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中;所述预设空间位置坐标范围为:第一GPS天线位于第二GPS天线之上。
所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其中,所述步骤A之前还包括:
A0、设备开机后,对预设空间位置坐标范围进行设置并保存,同时设定系统MCU持续读取重力传感器的空间位置坐标。
所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其中,所述步骤A0还包括:
步骤A01、将空间位置坐标对应的范围设定对应数据-10到10,并将预设空间位置坐标范围设定为:X>6、Y<0和Z>-5,其中X、Y和Z分别为空间位置坐标的X轴、Y轴和Z轴。
所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其中,所述预设空间位置坐标范围还包括坐标缓冲区:
所述坐标缓冲区的坐标范围为: 6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3。
所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其中,所述步骤D之后还包括:
步骤E、每隔预定时间,读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并返回步骤B。
一种双GPS天线智能切换的实现系统,其中,包括:
位置数据获取模块,用于获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;
范围比对模块,用于将所述空间位置坐标与预设空间位置坐标范围进行比对,判断所述空间位置坐标是否处于预设空间位置坐标范围内;
第一控制连接模块,用于当所述空间位置坐标处于预设空间位置坐标范围内时,控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;
第二控制连接模块,用于当所述空间位置坐标不处于预设空间位置坐标范围内时,控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接;
所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中;所述预设空间位置坐标范围为:第一GPS天线位于第二GPS天线之上。
所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其中,所述系统还包括:
预先设定模块,用于在设备开机后,对预设空间位置坐标范围进行设置并保存,同时设定系统MCU持续读取重力传感器的空间位置坐标。
所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其中,所述预先设定模块还包括:
范围设定单元,用于将空间位置坐标对应的范围设定对应数据-10到10,并将预设空间位置坐标范围设定为:X>6、Y<0和Z>-5,其中X、Y和Z分别为空间位置坐标的X轴、Y轴和Z轴。
所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,所述预设空间位置坐标范围还包括坐标缓冲区:
所述坐标缓冲区的坐标范围为: 6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3。
所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,所述系统还包括:
持续控制模块,用于每隔预定时间读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并触发所述范围比对模块、第一控制连接模块和第二控制连接模块工作。
有益效果,本发明提供了一种双GPS天线智能切换的实现方法及其系统,通过获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;判断所述空间位置坐标是否位于预设空间位置坐标范围内,若是,则控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;否则控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接。由于本发明和系统中,将所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中,且所述预设空间位置坐标范围对应设备空间位置为第一GPS天线位于第二GPS天线之上,因此视频开关可以自动根据获取的空间位置信息对GPS天线做切换,从而实现GPS全方位的位置定位,为得到准确的位置数据提供了方便。
附图说明
图1是本发明所述的双GPS天线智能切换的实现方法的步骤流程图。
图2是本发明所述方法第一GPS天线和第二GPS天线布局后合成的GPS天线示意图。
图3是本发明所述方法在具体实施例中的步骤流程图。
图4是本发明所述系统的原理结构示意图。
图5是本发明所述系统具体实施例的原理结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
由于天线的方向性较强,而且一般情况下均是其朝向上方才能得到很好的增益,而并不是每个使用GPS天线的设备在使用时,都能保住GPS天线的方向是朝上的,尤其是那些安装位置不固定,或者使用时其自身空间位置会发生变化的设备,因此在本发明所述的方法中,采用通过双天线解决这样的问题,公开了一种双GPS天线智能切换的实现方法及其系统。
本发明提供了一种双GPS天线智能切换的实现方法,如图1所示,所述实现方法包括以下步骤:
S1、获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标。
在使用GPS天线的设备中,还设置有重力传感器,且可以通过重力传感器获取当前设备所处的空间位置坐标,判断当前设备的空间状态,所述空间状态为:正立、倒立还是倾斜等。若设备是处于正立的状态。可以想到的是,在重力传感器中设置有三维坐标,并且根据所述三维坐标采集三维坐标轴的数据,并根据所述三维坐标轴的数据判断当前设备所处于的空间状态。由于本步骤是公知常识,因此在此不再赘述。
S2、判断所述空间位置坐标是否位于预设空间位置坐标范围内,若是,则执行步骤S3,否则执行步骤S4。
将获取到的空间位置坐标与预先设置的空间位置坐标范围进行比对,判断当前是否出处所述预设空间位置坐标范围内。
所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中。如图2所示,当第一GPS天线和第二GPS天线背靠背设置在设备中的两端时,则天线获取的增益可以满足全方位获取信号的要求。他们合成的天线方向图几乎是360°无死角的,无论设备如何放置,都能保证向上具有良好的GPS信号增益,保障设备定位的使用。
进一步的,所述预设空间位置坐标范围对应设备空间位置为第一GPS天线位于第二GPS天线之上,因此当处于预设空间位置坐标范围内时,处于当前设备的第一GPS天线处于第二GPS天线上方的状态,则执行步骤S3,若不在预设空间位置坐标范围内,则可以判定出所述第二GPS天线处于第一GPS天线上方,则执行步骤S4。
S3、控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接。
由于上述步骤S2中判断出当前设备的第一GPS天线处于第二GPS天线上方的状态,则控制射频开关与第一GPS天线连接,GPS模块通过第一GPS天线获取信息。
S4、控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接。
由于上述步骤S2中判断出当前设备的第二GPS天线处于第一GPS天线上方的状态,则控制射频开关与第二GPS天线连接,GPS模块通过第二GPS天线获取信息。
为了实现上述方法,在具体实施时,在所述步骤S1之前还包括:
S0、设备开机后,对预设空间位置坐标范围进行设置并保存,同时设定系统MCU持续读取重力传感器的空间位置坐标。
在开机后,对预设空间位置坐标范围进行判断之前,需要先将所述预设空间位置坐标范围进行设定,并设置系统MCU从重力传感器获取信息。
具体的,本步骤还包括:
步骤S01、将空间位置坐标对应的范围设定对应数据-10到10,并将预设空间位置坐标范围设定为:X>6、Y<0和Z>-5,其中X、Y和Z分别为空间位置坐标的X轴、Y轴和Z轴。
重力传感器可以采集到产品的相对位置的三维坐标信息(x,y,z),设定x, y, z是-10到10的数值,精度为0.1。在具体实施时,可以通过设置阈值来对设备的空间位置进行判定,若空间位置坐标超出上述范围,则判断设备当前的上端部处于下方。为了避免当获取的空间位置坐标范围处于上述范围的边界,射频开关会在第一GPS开关和第二GPS开关之间来回切换,在所述预设空间位置坐标范围中还包括一个缓冲区。
所述预设空间位置坐标范围还包括坐标缓冲区:
所述坐标缓冲区的坐标范围为: 6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3。
当空间位置坐标超出了上述范围后,则直接切换成有第二GPS天线与GPS模块相连接。
为了实现系统可以自动根据获取的空间位置坐标进行GPS天线之间的智能切换,所述步骤S4之后还包括:
步骤S5、每隔预定时间,读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并重复步骤S2到S4。
在系统运行过程中,需要持续根据设备的状态自动对GPS天线进行切换,因此系统MCU每隔预定时间读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并对采集到的数据进行判断,并根据判断出的设备所处状态,建立GPS模块与第一GPS天线或者与第二GPS天线的连接。
可以想到的是,射频开关实现天线的选择;一个GPS模块的射频通路是不可能同时接两个天线,这样会导致射频通路上形成一个彼此的分路,首先会形成一个不可预计的射频阻抗,其次造成的GPS信号的能量损失是不可估量的。因此当GPS模块与第一GPS天线相连时,则第二GPS天线关闭。当GPS模块与第二GPS天线相连时,则第一GPS天线关闭。本发明在GPS射频通路上增加一个射频开关来实现天线的选择。射频开关可以选择RFMD或者SKY的2T开关来设计即可。根据设备的空间位置状态来选择使用第一GPS天线或第二GPS天线。
为了对所述方法做进一步的说明,结合图3所示的所述方法具体实施方法的步骤流程图,对本发明所述方法做进一步的说明。
H1、系统开机,系统MCU持续读取重力传感器的三维坐标信息(x,y,z); 系统得到获取位置请求时,系统启动GPS模块,同时根据重力传感器的三维坐标信息(x1,y1,z1)判断当前三维坐标信息是否满足预先设置的规则1,若满足则将射频开关通向设定好的GPS天线。
H2、系统每隔一定时间,读取重力传感器的三维坐标信息,根据新的信息(x2,y2,z2)判断当前三维坐标信息是否满足预设设置的规则2,若满足,则进行开关切换,重新选择开启对应的GPS天线。
H3、系统休眠后,GPS模块进入低功耗模式,这时将不再读取重力传感器的数据,GPS天线也不做切换。
上述规则1可以为当第一GPS天线位于第二GPS天线上方时,将射频开关与第一GPS天线连接,所述规则2为当第二GPS天线位于第一GPS天线上方时,将射频开关与第二GPS天线连接;或者规则1可以为当第二GPS天线位于第一GPS天线上方时,将射频开关与第二GPS天线连接,所述规则2为当第一GPS天线位于第二GPS天线上方时,将射频开关与第一GPS天线连接。
在上述实现方法的基础上,本发明还提供了一种双GPS天线智能切换的实现系统,如图4所示,所述系统包括:
位置数据获取模块110,用于获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;
范围比对模块120,用于将所述空间位置坐标与预设空间位置坐标范围进行比对,判断所述空间位置坐标是否处于预设空间位置坐标范围内;
第一控制连接模块130,用于当所述空间位置坐标处于预设空间位置坐标范围内时,控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;
第二控制连接模块140,用于当所述空间位置坐标不处于预设空间位置坐标范围内时,控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接;
所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中;所述预设空间位置坐标范围对应设备空间位置为第一GPS天线位于第二GPS天线之上。
所述系统还包括:
预先设定模块,用于在设备开机后,对预设空间位置坐标范围进行设置并保存,同时设定系统MCU持续读取重力传感器的空间位置坐标。
所述预先设定模块还包括:
范围设定单元,用于将空间位置坐标对应的范围设定对应数据-10到10,并将预设空间位置坐标范围设定为:X>6、Y<0和Z>-5,其中X、Y和Z分别为空间位置坐标的X轴、Y轴和Z轴。
所述预设空间位置坐标范围还包括坐标缓冲区:
所述坐标缓冲区的坐标范围为: 6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3。
所述系统还包括:
持续控制模块,用于每隔预定时间读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并触发所述范围比对模块、第一控制连接模块和第二控制连接模块工作。
结合图5所示,下面以车载导航仪中设置双天线切换系统为例,对所述系统做进一步的说明。
所述双GPS天线智能切换的实现系统包括:第一GPS天线、第二GPS天线、射频开关、GPS模块、MCU和重力传感器。
给重力传感器的三维坐标信息值设定规则,当(x>6, y<0, z>-5)的情况下,系统选择第一GPS天线;设置一定重叠范围的坐标信息(6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3),形成缓冲区。防止(x,y,z)值在临界值附近时,系统会不停的切换GPS天线造成GPS的不稳定性;其他情况则选择第二GPS天线。
车载导航仪系统开机,切换系统的MCU持续检测获取重力传感器的三维坐标信息(x,y,z),当系统接受到车载导航仪的位置请求时,系统MCU将最新读取到的三维坐标信息,例如读取值为(8,-2,-2);系统读取坐标信息后,根据设定的规则值,处于(x>6, y<0, z>-5)的坐标区域内,启动GPS模块,射频开关打开第一GPS天线,关闭第二GPS天线;每隔1分钟,重力传感器重新获取车载导航仪的三维坐标信息;当坐标信息数据处于(6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3)范围内时,第一GPS天线继续保持开启状态;当坐标信息处于其它情况时,射频开关打开第二GPS天线,关闭第一GPS天线;当坐标信息数据处于(6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3)范围内时,第二GPS天线继续保持开启状态;
系统休眠后,GPS模块进入低功耗模式,这时将不再读取重力传感器的数据,GPS天线也不做切换。
本方案可以很好的适用于移动车载导航仪位置无法固定、不好固定的,甚至会经常变动的情况,系统会根据产品的当前实际情况对GPS天线进行切换,让GPS的性能一直处于比较好的状态,极大的提高了设备的安装灵活性和用户体验。
本发明提供了一种双GPS天线智能切换的实现方法及其系统,通过获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;判断所述空间位置坐标是否位于预设空间位置坐标范围内,若是,则控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;否则控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接。由于本发明和系统中,将所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中,且所述预设空间位置坐标范围对应设备空间位置为第一GPS天线位于第二GPS天线之上,因此视频开关可以自动根据获取的空间位置信息对GPS天线做切换,从而实现GPS全方位的位置定位,为得到准确的位置数据提供了方便。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种双GPS天线智能切换的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;
B、将所述空间位置坐标与预设空间位置坐标范围进行比对,当所述空间位置坐标处于预设空间位置坐标范围内时,则执行步骤C,否则执行步骤D;
C、控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;
D、控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接;
所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中;
所述预设空间位置坐标范围为:第一GPS天线位于第二GPS天线之上。
2.根据权利要求1所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其特征在于,所述步骤A之前还包括:
A0、设备开机后,对预设空间位置坐标范围进行设置并保存,同时设定系统MCU持续读取重力传感器的空间位置坐标。
3.根据权利要求2所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其特征在于,所述步骤A0还包括:
步骤A01、将空间位置坐标对应的范围设定对应数据-10到10,并将预设空间位置坐标范围设定为:X>6、Y<0和Z>-5,其中X、Y和Z分别为空间位置坐标的X轴、Y轴和Z轴。
4.根据权利要求3所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其特征在于,所述预设空间位置坐标范围还包括坐标缓冲区:
所述坐标缓冲区的坐标范围为: 6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3。
5.根据权利要求1所述的双GPS天线智能切换的实现方法,其特征在于,所述步骤D之后还包括:
步骤E、每隔预定时间,读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并返回步骤B。
6.一种双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,包括:
位置数据获取模块,用于获取设备中重力传感器采集到的空间位置坐标;
范围比对模块,用于将所述空间位置坐标与预设空间位置坐标范围进行比对,判断所述空间位置坐标是否处于预设空间位置坐标范围内;
第一控制连接模块,用于当所述空间位置坐标处于预设空间位置坐标范围内时,控制与GPS模块相连接的射频开关与第一GPS天线连接;
第二控制连接模块,用于当所述空间位置坐标不处于预设空间位置坐标范围内时,控制与GPS模块相连接的射频开关与第二GPS天线连接;
所述第一GPS天线和第二GPS天线背靠背相对设置在设备中;所述预设空间位置坐标范围为:第一GPS天线位于第二GPS天线之上。
7.根据权利要求6所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,所述系统还包括:
预先设定模块,用于在设备开机后,对预设空间位置坐标范围进行设置并保存,同时设定系统MCU持续读取重力传感器的空间位置坐标。
8.根据权利要求7所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,所述预先设定模块还包括:
范围设定单元,用于将空间位置坐标对应的范围设定对应数据-10到10,并将预设空间位置坐标范围设定为:X>6、Y<0和Z>-5,其中X、Y和Z分别为空间位置坐标的X轴、Y轴和Z轴。
9.根据权利要求8所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,所述预设空间位置坐标范围还包括坐标缓冲区:
所述坐标缓冲区的坐标范围为: 6<x<8,-2<y<0,-5<z<-3。
10.根据权利要求6所述的双GPS天线智能切换的实现系统,其特征在于,所述系统还包括:
持续控制模块,用于每隔预定时间读取重力传感器采集到的空间位置坐标,并触发所述范围比对模块、第一控制连接模块和第二控制连接模块工作。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180102 |
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