CN108765908A - 一种用于gps数据处理的远程遥控通讯系统 - Google Patents

一种用于gps数据处理的远程遥控通讯系统 Download PDF

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李秋红
刘青贺
王平
黄文浩
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统，属于通讯技术领域。本发明的核心部分分别为上位机模块、无线通讯模块、电源模块、开关机模块和GPS模块。上位机模块通过无线通讯模块接收开关机模块传输的数据包；电源模块为系统提供所需的工作电源；无线通讯模块接收远端上位机模块发送的指令，开关机模块解析指令，通过USART通讯模块将指令发送到电源模块，控制电源模块执行相应的开启/关闭动作；GPS模块将GPS数据包传输到开关机模块，开关机模块对GPS数据包进行解码分析和数据处理。本系统在处理GPS数据的同时能够实现远端指令通过无线远程遥控实现对该系统的操作，使用方便、系统安装简单。

Description

一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统
技术领域
本发明属于通讯技术领域，具体涉及一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统。
背景技术
自1993年8月美国GPS(Global Position System)建成并投入运营以来，由于GPS系统能在全球范围内为陆地、海洋和空中的用户目标提供全天候、高精度、连续实时的导航、定位和授时，因此GPS系统迅速为全世界各行各业所接受，并以其特有的延伸力和渗透力在定位导航、跟踪监控、指挥调度、大地测量、交通管制、地质勘探、城市规划及工程建设等领域获得了广泛的应用。近年来，随着Internet互联网、GSM移动通信网络、GPRS通用分组无线业务网络及PSTN通讯网络的发展和普及，过去需要建设单位投入巨资构建的GPS远程通信系统利用现成公用网络就能方便实现。
21世纪的现代社会里，GPS数据作为实时交通的信息处理过程的重要计算依据，随着GPS的广泛使用，各种基于GPS的应用开始进入人们的视野，GPS技术已经日趋成熟，其凭借着全天候、实时性好、高精度、范围广、易选点等特点而广受人们的欢迎。
GPS系统目前已经广泛运用于交通领域，GPS系统通常使用台式计算机，组成网络系统，这样的系统不能应用于移动的场合，如：汽车、飞机、火车以及军用场合。
发明内容
本发明的目的在于提供支持远距离无线通讯的系统，具备远程遥控的功能，系统的工作环境和电压变化可实时监测的一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
核心部件分为五部分，分别为：上位机模块、无线通讯模块、电源模块、开关机模块和GPS模块；
上位机模块通过无线通讯模块接收开关机模块传输的数据包；为实现多上位机模块同时通讯，需要明确上位机模块和开关机模块之间的通讯指令，为实现指令的专一性通讯，将远端上位机模块的ID号设置存储在存储模块内；可实现多上位机模块同时无线通讯。
电源模块为系统提供所需的工作电源，可将外部交流/直流电转换为适用于开关机模块工作的电压，以及提供GPS模块工作的电压；
开关机模块由处理器模块、电压电流转换模块、USART通讯模块、湿温度测量模块、存储模块、电压采集模块组成。处理器模块用于处理数据信息，通过引脚高低电平输出，及各引脚电平采集，实现对开关机模块对其他模块的控制与数据交互；电压电流模块将电源模块输出的电压调节适用于开关机模块和GPS模块的工作电压；USART模块接收GPS模块传输的GPS数据以及传输指令控制电源模块；湿温度测量模块用于监测系统工作环境变化；存储模块用于存储各个模块的数据信息；电压采集模块用于采集电源模块输出的电压数值，开关机模块将监测的电压电流值传输到上位机模块，便于操作人员的观察；
无线接收模块采用的是网络模块；
GPS模块主要包括：GPS数据接收模块；GPS数据接收模块通过GPS天线获取GPS数据包，将GPS数据包传输到开关机模块，开关机模块对GPS数据包解码分析和数据处理；
进一步的，GPS数据接收模块是GPS测向接收机；
进一步的，GPS数据传输过程中启动开关机模块的定时器模块，监听GPS传输数据包消息，若所述定时器模块达到所述GPS数据包发送超时时长，远端上位机模块未接收到开关机模块传输的GPS数据包，对GPS数据包进行清除，准备接收新的GPS数据包。
本发明的有益效果在于：
在一些实施方式中，其中开关机模块和GPS模块通过USART模块通讯，开关机模块与远端上位机模块通过网络模块通讯。其有益效果是，开关机模块通过网络模块接收远端上位机模块的指令，实现对本系统的开机、关机、休眠、唤醒、GPS模块重启以及开关机模块对GPS数据包的解码分析和数据处理，通过解码将正确的GPS数据包发送到远端上位机。本系统支持远程操作，操作人员可以通过远端上位机模块远程无线遥控的方式，实现对本系统的远程指令操作，如开机、关机、休眠、唤醒、GPS模块重启以及GPS数据的解码分析，此系统可工作在很多移动或静止的场合，电压采集模块和湿温度测量模块，实时监测电源模块的电压数值以及工作环境的变化。
附图说明
图1是本发明专利的一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统的结构示意图；
图2为本发明专利的一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统的GPS数据处理功能框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
其中，1-位置航向速度、2-原始数据、3-差分信息、4-参数配置、5-位置速度、6-差分信息、7-原始数据、8-参数配置、9-航向、10-远程控制、11-差分信息、12-状态位置、13-航向速度、14-原始数据、15-电压电流温度湿度数据。
实施例一：
本发明实例中，对船只海上作业进行GPS数据远程遥控通讯。救援船只在出海过程中，往往伴随海况变化，但海上通讯不便，无法及时获取位置航向信息，所以将伴随有海况数据的采集，船只将采集的数据信息传输给操作人员，以及将采集的数据信息传输到救援船只内部的救援人员，救援人员可根据传输的数据信息，对实时海况进行分析。该系统能实现GPS功能；能实现远程无线遥控通讯；操作人员可在远端操作该系统。
为使本发明的系统结构便于理解，将其以附图形式展示，如图1所示，该实例系统结构由三部分组成：上位机模块、无线通讯模块、船载系统；该船载系统由GPS模块、开关机模块、电源模块组成；电源模块由直流电源或交流电源组成；开关机模块由处理器模块、电压电流转换模块、USART通讯模块、湿温度测量模块、存储模块、电压采集模块等组成；GPS模块主要包括：GPS数据接收模块。电源模块为开关机模块、GPS模块提供工作所需电压；GPS模块传输GPS数据到开关机模块，开关机模块对GPS数据进行解码分析和数据处理；开关机模块将GPS数据通过无线通讯模块传输到上位机模块，将系统的工作状态实时显示在远端上位机模块的操作界面，便于操作人员观察该系统的工作状况。
当船只长时间作业时，岸上人员可根据系统实际工作需求，将该系统设置为休眠、关机状态，待使用时再进行唤醒或开机状态；通过远端上位机模块发送GPS模块重启指令，开关机模块解析重启指令，控制GPS模块停止工作一定的时间，超过停止时间，GPS模块将恢复正常的工作状态。
如图2所示，GPS数据分别为：经度、纬度、高程、标准差、水平/垂直运动速度、运动方向、定位卫星解算个数等数据信息。首先，上位机模块通过网络模块发送指令，开关机模块解析指令控制GPS模块传输GPS数据，开关机模块对GPS模块进行参数配置和差分信息，GPS模块传输位置速度、航向和原始数据到开关机模块，同时开关机模块发送位置航向速度和原始数据到外部设备，外部设备对数据进行处理，反馈差分信息；开关机模块通过网络模块传输状态位置航向速度、原始数据等信息，上位机模块接收信息显示在软件操作界
面，便于操作员观察。
本实例系统的工作环境随时由于天气的影响发生变化，工作人员无法实时检测系统的工作环境，湿温度监测模块用于实时监测系统工作环境信息，开关机模块接收实时监测的湿温度的变化数值，通过网络模块传输到上位机模块，操作人员根据实时反馈的数值变化，进行任务变更以应对工作环境变化。
电源模块是由直流电源或交流电源组成，开关机模块集成了电压采集模块，电压采集模块实时监测电源模块电压的变化，便于使用者远距离监测电源电压。
该系统的开关机模块包括有存储模块，可以将远端上位机模块工作ID号存储在存储模块中，便于远端上位机模块与船载系统之间的通讯。
本实例中开关机模块的处理器模块选取的是ARM芯片的STM32xx系列，该芯片成本低、功能强大、操作方便。
实施例二：
一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统由五部分组成，分别为：上位机模块、无线通讯模块、电源模块、开关机模块和GPS模块；
上位机模块通过无线通讯模块接收开关机模块传输的数据包；电源模块为系统提供所需的工作电源，可将外部交流/直流电转换为适用于开关机模块工作的电压，以及提供GPS模块工作的电压；开关机模块由处理器模块、电压电流转换模块、定时器模块、USART通讯模块、湿温度测量模块、存储模块、电压采集模块等组成；无线通讯模块接收远端上位机模块发送的指令，开关机模块解析指令，通过USART通讯模块将指令发送到电源模块，控制电源模块执行相应的开启/关闭动作；GPS模块包括：GPS天线、GPS数据接收模块；GPS数据接收模块通过GPS天线获取GPS数据包，将GPS数据包传输到开关机模块，开关机模块对GPS数据包进行解码分析和数据处理。
无线通讯模块是网络模块。
GPS数据接收模块是GPS测向接收机。
在GPS数据传输过程中启动开关机模块的定时器模块，开关机模块的定时器模块监听GPS模块传输GPS数据包，若所述定时器模块达到所述GPS数据包发送超时时长时，远端上位机模块未在限定时间内接收GPS数据包，则对GPS数据包进行清除，准备接收新的GPS数据包。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统，其特征在于：由五部分组成，分别为：上位机模块、无线通讯模块、电源模块、开关机模块和GPS模块；
上位机模块通过无线通讯模块接收开关机模块传输的数据包；电源模块为系统提供所需的工作电源，可将外部交流/直流电转换为适用于开关机模块工作的电压，以及提供GPS模块工作的电压；开关机模块由处理器模块、电压电流转换模块、定时器模块、USART通讯模块、湿温度测量模块、存储模块、电压采集模块等组成；无线通讯模块接收远端上位机模块发送的指令，开关机模块解析指令，通过USART通讯模块将指令发送到电源模块，控制电源模块执行相应的开启/关闭动作；GPS模块包括：GPS天线、GPS数据接收模块；GPS数据接收模块通过GPS天线获取GPS数据包，将GPS数据包传输到开关机模块，开关机模块对GPS数据包进行解码分析和数据处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统，其特征在于，无线通讯模块是网络模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统，其特征在于，GPS数据接收模块是GPS测向接收机。
4.根据权利要求1所述的一种用于GPS数据处理的远程遥控通讯系统，其特征在于：在GPS数据传输过程中启动开关机模块的定时器模块，开关机模块的定时器模块监听GPS模块传输GPS数据包，若所述定时器模块达到所述GPS数据包发送超时时长时，远端上位机模块未在限定时间内接收GPS数据包，则对GPS数据包进行清除，准备接收新的GPS数据包。
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