CN112068170A - 基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法 - Google Patents

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王丰
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Abstract

本发明公开了一种基于低轨卫星传送的定位系统,包括MCU,与MCU双向通讯连接、用于设备自身位置定位的北斗/GPS模块,与北斗/GPS模块连接、用于增强北斗/GPS模块的接收灵敏度的北斗/GPS天线,与MCU双向通讯连接、用于卫星通信和定位的低轨卫星通信电路,与低轨卫星通信电路连接、用于增强低轨卫星通信模块数据发送功率和接收灵敏度的低轨卫星通信天线,与北斗/GPS模块和MCU连接,用于向北斗/GPS模块供电的北斗/GPS电源管理,与低轨卫星通信电路和MCU连接、用于向低轨卫星通信电路供电的低轨卫星通信电源管理,以及与MCU、北斗/GPS电源管理和低轨卫星通信电源管理连接的电源。通过上述方案,本发明具有结构简单、定位可靠、功耗较低等优点。

Description

基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法
技术领域
本发明涉及卫星定位通讯技术领域,尤其是基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法。
背景技术
随着技术的发展,物流行业对于集装箱的应用广泛,为了实现对于集装箱位置的监测跟踪,需要对集装箱进行定位监测,在现有的定位系统中,很多都是基于GPS模块(Global Position System,全球定位系统)实现,该GPS模块为用户提供导航、定位,主要是依据集装箱初步的信息,估算卫星系统运行情况,把相关的导航信息数据传输给移动数据平台,根据数据计算所述集装箱的位置,从而实现定位。
然后,在某些特殊情况下,当运行的集装箱处于网络服务盲区或者无基站覆盖区域时,如:在无人区的深山老林,或者无网络覆盖的大海。无法对集装箱的定位进行监控。另外,现有的定位装置中,主要采用了微型蓄电池进行供电,但由于在定位装置数据传输过程跟踪过程中功耗过大,蓄电池电容量有限,使得定位跟踪装置的工作时间不长,常常因为电池容量导致定位丢失或失效。
因此,急需要提出一种定位准确、功耗较低的基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法,本发明采用的技术方案如下:
基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法,包括:
MCU;
北斗/GPS模块,与MCU双向通讯连接,用于设备位置定位;
北斗/GPS天线,与北斗/GPS模块连接,用于增强北斗/GPS模块的接收灵敏度;
低轨卫星通信电路,与MCU双向通讯连接,用于卫星通信和定位;
低轨卫星通信天线,与低轨卫星通信电路连接,用于增强低轨卫星通信模块数据发送功率和接收灵敏度;
北斗/GPS电源管理,与北斗/GPS模块和MCU连接,用于向北斗/GPS模块供电;
低轨卫星通信电源管理,与低轨卫星通信电路和MCU连接,用于向低轨卫星通信电路供电,以及
电源,与MCU、北斗/GPS电源管理和低轨卫星通信电源管理连接。
进一步地,所述低轨卫星通信电路包括与MCU双向通讯连接的低轨卫星通信基带芯片,与低轨卫星通信基带芯片连接的射频发射器,分别与射频发射器连接的功率放大器和低噪声放大器,与功率放大器连接的发射滤波器,与低噪声放大器连接的接收滤波器,分别与发射滤波器、接收滤波器和低轨卫星通信天线连接的射频通道切换开关,以及与功率放大器、低噪声放大器、射频发射器和低轨卫星通信基带芯片连接的电源管理单元。
一种基于低轨卫星传送的定位系统的实现方法,包括以下步骤:
步骤S01,MCU通过电源上电开始运行,并进行检测和初始化
步骤S02,MCU定时控制北斗/GPS电源管理向北斗/GPS模块供电,北斗/GPS模块开始启动工作;
步骤S03,MCU读取北斗/GPS模块的数据,判断北斗/GPS模块是否获取有效信号;若有效,则进入步骤S04,否则,停止北斗/GPS电源管理向北斗/GPS模块供电,并进入步骤S05;
步骤S04,读取北斗/GPS模块内的实时的定位位置,并停止北斗/GPS电源管理向北斗/GPS模块供电,进入步骤S06;
步骤S05,MCU定时控制低轨卫星通信电源管理向低轨卫星通信电路供电,并启动低轨卫星通信电路进行基站定位,进入步骤S08;
步骤S06,MCU控制低轨卫星通信电源管理向低轨卫星通信电路供电,并启动低轨卫星通信电路进行通讯;
步骤S07,MCU读取低轨卫星通信电路数据,判断低轨卫星通信电路是否有信号;若有效,则进入步骤S10,否则,将北斗/GPS模块的有效信号存储在MCU内,并停止低轨卫星通信电源管理向低轨卫星通信电路供电;
步骤S08,MCU读取低轨卫星通信电路数据,判断低轨卫星通信电路是否有信号,若有效,则进入步骤S09,否则,停止低轨卫星通信电源管理向低轨卫星通信电路供电;
步骤S09,读取低轨卫星通信电路的基站定位数据;
步骤S10,MCU将控制低轨卫星通信电路将读取的有效数据传输到平台服务器,并停止低轨卫星通信电源管理向低轨卫星通信电路供电,进入休眠状态。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明巧妙地设置了北斗/GPS模块以实现装置自身位置获取,并且利用低轨卫星通信电路进行卫星通信和定位;本发明在降低了定位器数据传输过程中的功耗的同时,还可以通过低轨卫星进行数据传输。不仅如此,本发明还设置有低轨卫星通信天线,以增强低轨卫星通信模块数据发送功率和接收灵敏度。本发明既能解决现有定位系统功耗大,续航时间短的技术问题。综上所述,本发明具有结构简单、定位可靠、功耗较低等优点,在卫星定位通讯技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对保护范围的限定,对于本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的轨卫星通信电路原理图。
图3为本发明的逻辑流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚,下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图2所示,本实施例提供了一种基于低轨卫星传送的定位系统,其包括MCU5,与MCU5双向通讯连接、用于设备自身位置定位的北斗/GPS模块4,与北斗/GPS模块4连接、用于增强北斗/GPS模块的接收灵敏度的北斗/GPS天线7,与MCU5双向通讯连接、用于卫星通信和定位的低轨卫星通信电路6,与低轨卫星通信电路6连接、用于增强低轨卫星通信模块数据发送功率和接收灵敏度的低轨卫星通信天线8,与北斗/GPS模块4和MCU5连接,用于向北斗/GPS模块供电的北斗/GPS电源管理2,与低轨卫星通信电路6和MCU5连接、用于向低轨卫星通信电路供电的低轨卫星通信电源管理3,以及与MCU5、北斗/GPS电源管理2和低轨卫星通信电源管理3连接的电源1。另外,本实施例的低轨卫星通信电路6又包括与MCU5双向通讯连接的低轨卫星通信基带芯片611,与低轨卫星通信基带芯片611连接的射频发射器607,分别与射频发射器607连接的功率放大器605和低噪声放大器606,与功率放大器605连接的发射滤波器602,与低噪声放大器606连接的接收滤波器603,分别与发射滤波器602、接收滤波器603和低轨卫星通信天线8连接的射频通道切换开关601,以及与功率放大器605、低噪声放大器606、射频发射器607和低轨卫星通信基带芯片611连接的电源管理单元604。
在本实施例中,该装置的实现方法如下:
S101:MCU5控制电路通过电源1上电开始运行,在此过程中MCU控制电路5将会进行各模块电路的检测和初始化;
S102:MCU5控制电路定时控制北斗/GPS电源管理2向北斗/GPS模块4供电,北斗/GPS模块4开始启动工作;
S103:MCU5控制电路读取北斗/GPS模块4的数据,判断北斗/GPS模块4是否获取有效信号;
S104:MCU5控制电路判断读取的北斗/GPS模块4数据如果无效,通过控制北斗/GPS电源管理2关断对北斗/GPS模块4的供电,从而关闭北斗/GPS模块3;
S105:MCU5控制电路判断读取的北斗/GPS模块4数据如果有效,进一步读取北斗/GPS模块4定位信息在内的所有有效数据;
S106:MCU5控制电路控制低轨卫星通信电源管理6向低轨卫星通信电路6供电,启动低轨卫星通信电路6,让其正常工作;
S107:MCU5控制电路控制北斗/GPS电源管理2关断对北斗/GPS模块4的供电,从而关闭北斗/GPS模块4;
S108:MCU5控制电路读取低轨卫星通信电路6数据,判断低轨卫星通信电路6是否有信号;
S109:MCU5控制电路定时控制低轨卫星通信电源管理3向低轨卫星通信电路6供电,启动低轨卫星通信电路6,让其正常工作;
S110:MCU5控制电路对在S108中读取的数据判断,如果低轨卫星通信电路6有信号,读取低轨卫星通信电路6的定位数据;
S111:MCU5控制电路读取低轨卫星通信电路6数据,判断低轨卫星通信电路6是否有信号;
S112:MCU5控制电路对在S111中读取的数据进行判断,如果低轨卫星通信电路6没有信号,MCU5将北斗/GPS模块4的有效数据存储到MCU5内部存储空间中;
S113:MCU5控制电路对在S111中读取的数据进行判断,如果低轨卫星通信电路6有信号,或者在S110中读取了定位数据,MCU5将控制低轨卫星通信电路6将读取的有效数据传输到平台服务器;
S114:MCU5控制电路在判断S112中数据存储成功或S113中的数据发送完成或S108中判断低轨卫星通信电路6没有信号后,MCU5将控制低轨卫星通信电源管理3关断对低轨卫星通信电路6的供电,从而关闭低轨卫星通信电路6;
S115:MCU5控制电路判断低轨卫星通信电路6已经关闭后,再配置所有片内和片外电路模块进入低功耗模式,然后MCU5进入休眠,保证设备空闲时候对电能的消耗降到最低。
上述实施例仅为本发明的优选实施例,并非对本发明保护范围的限制,但凡采用本发明的设计原理,以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化,均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于低轨卫星传送的定位系统及实现方法,其特征在于,包括:
MCU(5);
北斗/GPS模块(4),与MCU(5)双向通讯连接,用于设备位置定位;
北斗/GPS天线(7),与北斗/GPS模块(4)连接,用于增强北斗/GPS模块的接收灵敏度;
低轨卫星通信电路(6),与MCU(5)双向通讯连接,用于卫星通信和定位;
低轨卫星通信天线(8),与低轨卫星通信电路(6)连接,用于增强低轨卫星通信模块数据发送功率和接收灵敏度;
北斗/GPS电源管理(2),与北斗/GPS模块(4)和MCU(5)连接,用于向北斗/GPS模块供电;
低轨卫星通信电源管理(3),与低轨卫星通信电路(6)和MCU(5)连接,用于向低轨卫星通信电路供电,以及
电源(1),与MCU(5)、北斗/GPS电源管理(2)和低轨卫星通信电源管理(3)连接。
2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星传送的定位系统,其特征在于,所述低轨卫星通信电路(6)包括与MCU(5)双向通讯连接的低轨卫星通信基带芯片(611),与低轨卫星通信基带芯片(611)连接的射频发射器(607),分别与射频发射器(607)连接的功率放大器(605)和低噪声放大器(606),与功率放大器(605)连接的发射滤波器(602),与低噪声放大器(606)连接的接收滤波器(603),分别与发射滤波器(602)、接收滤波器(603)和低轨卫星通信天线(8)连接的射频通道切换开关(601),以及与功率放大器(605)、低噪声放大器(606)、射频发射器(607)和低轨卫星通信基带芯片(611)连接的电源管理单元(604)。
3.一种根据权利要求1~2任一项所述的基于低轨卫星传送的定位系统的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S01,MCU(5)通过电源(1)上电开始运行,并进行检测和初始化
步骤S02,MCU(5)定时控制北斗/GPS电源管理(2)向北斗/GPS模块(4)供电,北斗/GPS模块(4)开始启动工作;
步骤S03,MCU(5)读取北斗/GPS模块(4)的数据,判断北斗/GPS模块(4)是否获取有效信号;若有效,则进入步骤S04,否则,停止北斗/GPS电源管理(2)向北斗/GPS模块(4)供电,并进入步骤S05;
步骤S04,读取北斗/GPS模块(4)内的实时的定位位置,并停止北斗/GPS电源管理(2)向北斗/GPS模块(4)供电,进入步骤S06;
步骤S05,MCU(5)定时控制低轨卫星通信电源管理(3)向低轨卫星通信电路(6)供电,并启动低轨卫星通信电路(6)进行基站定位,进入步骤S08;
步骤S06,MCU(5)控制低轨卫星通信电源管理(3)向低轨卫星通信电路(6)供电,并启动低轨卫星通信电路(6)进行通讯;
步骤S07,MCU(5)读取低轨卫星通信电路(6)数据,判断低轨卫星通信电路(6)是否有信号;若有效,则进入步骤S10,否则,将北斗/GPS模块(4)的有效信号存储在MCU(5)内,并停止低轨卫星通信电源管理(3)向低轨卫星通信电路(6)供电;
步骤S08,MCU(5)读取低轨卫星通信电路(6)数据,判断低轨卫星通信电路(6)是否有信号,若有效,则进入步骤S09,否则,停止低轨卫星通信电源管理(3)向低轨卫星通信电路(6)供电;
步骤S09,读取低轨卫星通信电路(6)的基站定位数据;
步骤S10,MCU(5)将控制低轨卫星通信电路(6)将读取的有效数据传输到平台服务器,并停止低轨卫星通信电源管理(3)向低轨卫星通信电路(6)供电,进入休眠状态。
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