CN110149404B - 国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法，该装置包括如下模块：定位模块、定位系统、差分服务器、消息服务器及数据库服务器。该方法包括如下步骤该：定位系统接收定位模块的NMEA数据；定位系统读取GGA数据，将GGA数据发送到差分服务器，差分服务器根据GGA数据返回差分数据；定位系统接收差分数据并写入定位芯片，定位芯片得到高精度位置信息；定位系统对NMEA数据进行解析后发送到消息服务器；消息服务器对数据进行解析并写入数据库服务。该装置和方法具有的优点如下：赋予摄像机获取自身高精度地理坐标和精准授时的功能，提高定位和授时精度。降低对国外定位系统的依赖，满足国产化需求，加强了数据的安全性和可靠性。

Description

国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法
技术领域
本发明具体涉及一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法。
背景技术
雪亮工程"是以县、乡、村三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。它通过三级综治中心建设把治安防范措施延伸到群众身边，发动社会力量和广大群众共同监看视频监控，共同参与治安防范，从而真正实现治安防控“全覆盖、无死角”。因为“群众的眼睛是雪亮的”，所以称之为“雪亮工程”。目前，政府主建的“雪亮工程”所使用的摄像机存在的问题有：(1)现阶段，街道、商店门口安装的摄像机，98％不具有获取自身地理坐标的功能，无法满足定位的需求；(2)摄像机厂家生产的个别型号具有定位功能，但其精度低(定位精度50—100米)难以满足实际应用需求；(3)所集成的定位系统为GPS系统，从芯片到系统不能满足国产化的需求，位置、时间数据安全难以保证，在特殊情况下，应用的可靠性也难以保证；(4)众多的摄像机使用自身的定时芯片，而这类定时芯片的精度不高，日积月累的误差，造成众多摄像机之间有较大的时间差，造成取证难的困难。所以急需一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置包括如下模块：
定位模块，用于向定位系统发送NMEA数据，并接收所述定位系统发送的差分数据；
定位系统，用于向所述定位模块发送差分数据，向差分服务器发送GGA数据，向消息服务器发送设备名称、IP地址、序列号、GGA数据及附加信息，并分别接收来自所述定位模块和所述差分服务器NMEA数据及差分数据；
差分服务器，用于向所述定位系统发送差分数据，并接受所述定位系统发送的GGA数据；
消息服务器，用于接收所述定位系统发送的设备名称、IP地址、序列号、GGA数据及附加信息，并将接收到的信息发送至数据库服务器；以及
数据库服务器，用于接收所述消息服务器发送的数据信息。
该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法，包括如下步骤：
S1：定位系统接收定位模块的NMEA数据；
S2：定位系统读取所述NMEA数据中的GGA数据，并将GGA数据发送到差分服务器，差分服务器根据GGA数据返回对应的差分数据；
S3：定位系统接收差分数据，将差分数据写入定位芯片，定位芯片进行差分解算，得到高精度的位置信息；
S4：定位系统对NMEA数据进行解析，将所需的信息发送到消息服务器；以及
S5：消息服务器对数据进行解析，将数据写入数据库服务。
该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法具有的优点如下：赋予摄像机获取自身高精度地理坐标和精准授时的功能，满足定位需求，提高定位和授时精度。使用北斗定位系统，降低对国外定位系统的依赖，满足国产化需求，加强了数据的安全性和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的构示意图。
图2示意性地示出了根据本申请一个实施例的国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法的流程示意图。
图3示意性地示出了根据本申请一个实施例的国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
根据本申请的一个实施例，提供一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置，如图1-3所示，包括如下模块：
定位模块，用于向定位系统发送NMEA数据，并接收所述定位系统发送的差分数据；
定位系统，用于向所述定位模块发送差分数据，向差分服务器发送GGA数据，向消息服务器发送设备名称、IP地址、序列号、GGA数据及附加信息，并分别接收来自所述定位模块和所述差分服务器NMEA数据及差分数据；
差分服务器，用于向所述定位系统发送差分数据，并接受所述定位系统发送的GGA数据；
消息服务器，用于接收所述定位系统发送的设备名称、IP地址、序列号、GGA数据及附加信息，并将接收到的信息发送至数据库服务器；以及
数据库服务器，用于接收所述消息服务器发送的数据信息。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法包括如下步骤：
S1：定位系统接收定位模块的NMEA数据；
S2：定位系统读取所述NMEA数据中的GGA数据，并将GGA数据发送到差分服务器，差分服务器根据GGA数据返回对应的差分数据；
S3：定位系统接收差分数据，将差分数据写入定位芯片，定位芯片进行差分解算，得到高精度的位置信息；
S4：定位系统对NMEA数据进行解析，将所需的信息发送到消息服务器；以及
S5：消息服务器对数据进行解析，将数据写入数据库服务。前端发送到消息服务器的数据有数据更多，更详细，但应用平台只关心部分数据，解析的目的在于从众多数据中提取有用的数据，对有用的数据进行结构化处理存入数据库。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法为了提高时间精度，使用NTP服务统计校时；NTP服务器使用北斗定位芯片授时，各摄像机通过NTP服务周期性同步时间(同步周期：1小时)；为了减少部署的复杂性，该产品使用单片机+高精度定位天线的方式设计；单片机集成多个以太网网口，一个作为内网网口(与摄像机连接)，使用私有IP地址，其他作为外网网口(与监控网络进行连接)，监控网公有IP。在单片机上实现DNAT功能，实现摄像机私有IP与公有IP的转换；为保障数据信息安全性、可靠性和不可窃取，本产品在单片机上安装有嵌入式加密模块，定位系统将获取的信息通过加密模块加密后，将可信数据采集后传输至后台服务器，并重新脱密使用。该解决方法对原有系统是非侵入式的赋能，因此需要将摄像机的特征码(在此使用IP地址)与地理坐标进行关联。所以使用关系型数据库，将摄像机IP地址与地理坐标进行关联，同时也有利有历史数据的查询与分析。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法中的所述NMEA数据包括粗精度数据和高精度数据。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法中的所述GPS模块加电后最初约2分钟接收到的信号为需要丢弃的无效定位数据，之后接收到的信号为有效信号，所述有效信号的GGA数据的第7字段不为0，当该字段数据为1时表示为精位置，当该字段为2时表示高精度数据，当有校正数据写入解算模块后，解算芯片将解算出高精度位置，GPS模块输出的即为高精度数据。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法中的所述NMEA数据各类电文之间使用“\r\n”进行分隔，以“\r\n”为条件将NMEA数据拆分成字符串数组；所述字符串数组中某元素的第3—5子字符串为“GGA”，表示该元素GGA数据，同时检查该数据的第7字段，当该值不为0时表示有效的GGA数据，可据此向差分服务器请求差分数据。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法中的所述向差分服务器请求差分数据的过程如下：将GGA数据加密后，以HTTP协议将数据发送到差分服务器，再接收差分服务器的HTTP响应数据。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法中的定位系统对NMEA数据进行解析的步骤中NMEA数据的解析过程与GGA数据的解析相同，但此时不仅仅关注到GGA数据，还关注到RMC数据、VTG数据，最后将设备基础信息、GGA数据、RMC数据及VTG数据进行拼接，各数据之间使用界定符界定后发送到消息服务器。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置具体是操作方法如下：为了便于使用，在产品上实现了DNAT功能，只需要修改摄像机IP地址、网关，配置本产品参数，对于原监控平台来讲，本产品是透明产品，无需修改原监控平台任何参数(IP、端口、用户名、密码)。具体实施步骤如下：
第一步：本产品物理固定。
第二步：网络连接。
a.将摄像机原网络接入本产品外网口。
b.连接摄像机与本产品内网口网络。
第三步：获取原摄像机IP地址、端口号、网关。
第四步：配置产品外网口为原摄像机IP地址，网关为原摄像机网关；配置内网口为任意私有IP地址(如192.168.1.1)，该地址将成为摄像机的网关地址。
第五步：为摄像机配置新的IP地址(如192.168.1.2)、网关(为产品内网口IP地址192.168.1.1)、配置摄像机的NTP服务器地址。
第六步：在该产品上配置DNAT功能，将产品外网口地址(原摄像机IP地址)和端口映射到新的摄像机IP地址和端口。
根据本申请的一个实施例，该国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置及使用方法赋予摄像机获取自身高精度地理坐标和精准授时的功能，满足定位需求，提高定位和授时精度。使用北斗定位系统，降低对国外定位系统的依赖，满足国产化需求，加强了数据的安全性和可靠性；赋予摄像机定位功能(或者提高摄像机定位精度)，达到亚米级至厘米级的定位标准；统一授时服务，使摄像机使用同一授时标准(北斗时间)，达到毫秒级的授时标准。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。

Claims (2)

1.一种国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置，其特征在于，包括如下模块：
定位模块，用于向定位系统发送NMEA数据，并接收所述定位系统发送的差分数据；
定位系统，用于向所述定位模块发送差分数据，向差分服务器发送GGA数据，向消息服务器发送设备名称、IP地址、序列号、GGA数据及附加信息，并分别接收来自所述定位模块和所述差分服务器NMEA数据及差分数据；
差分服务器，用于向所述定位系统发送差分数据，并接受所述定位系统发送的GGA数据；
消息服务器，用于接收所述定位系统发送的设备名称、IP地址、序列号、GGA数据及附加信息，并将接收到的信息发送至数据库服务器；以及
数据库服务器，用于接收所述消息服务器发送的数据信息；
使用NTP服务统计校时；NTP服务器使用北斗定位芯片授时，各摄像机通过NTP服务周期性同步时间；为了减少部署的复杂性，单片机集成多个以太网网口，一个作为内网网口，使用私有IP地址，其他作为外网网口，监控网公有IP，在单片机上实现DNAT功能，实现摄像机私有IP与公有IP的转换；为保障数据信息安全性、可靠性和不可窃取，在单片机上安装有嵌入式加密模块，定位系统将获取的信息通过加密模块加密后，将可信数据采集后传输至后台服务器，并重新脱密使用，对原有系统是非侵入式的赋能，因此需要将摄像机的特征码与地理坐标进行关联，所以使用关系型数据库，将摄像机IP地址与地理坐标进行关联，同时也有利有历史数据的查询与分析；
该装置的使用方法包括如下步骤：
S1：定位系统接收定位模块的NMEA数据；
S2：定位系统读取所述NMEA数据中的GGA数据，并将GGA数据发送到差分服务器，差分服务器根据GGA数据返回对应的差分数据；
S3：定位系统接收差分数据，将差分数据写入定位芯片，定位芯片进行差分解算，得到高精度的位置信息；
S4：定位系统对NMEA数据进行解析，将所需的信息发送到消息服务器；以及
S5：消息服务器对数据进行解析，将数据写入数据库服务；
所述NMEA数据包括粗精度数据和高精度数据；
GPS模块加电后最初2分钟接收到的信号为需要丢弃的无效定位数据，之后接收到的信号为有效信号，所述有效信号的GGA数据的第7字段不为0，当该字段数据为1时表示为精位置，当该字段为2时表示高精度数据，当有校正数据写入解算模块后，解算芯片将解算出高精度位置，GPS模块输出的即为高精度数据；
所述NMEA数据各类电文之间使用“\r\n”进行分隔，以“\r\n”为条件将NMEA数据拆分成字符串数组；所述字符串数组中某元素的第3—5子字符串为“GGA”，表示该元素GGA数据，同时检查该数据的第7字段，当该值不为0时表示有效的GGA数据，可据此向差分服务器请求差分数据；
所述向差分服务器请求差分数据的过程如下：将GGA数据加密后，以HTTP协议将数据发送到差分服务器，再接收差分服务器的HTTP响应数据。
2.根据权利要求1所述的国产芯片差分定位兼有定位授时功能的装置的使用方法，其特征在于：定位系统对NMEA数据进行解析的步骤中NMEA数据的解析过程与GGA数据的解析相同，但此时不仅仅关注到GGA数据，还关注到RMC数据、VTG数据，最后将设备基础信息、GGA数据、RMC数据及VTG数据进行拼接，各数据之间使用界定符界定后发送到消息服务器。
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