CN115113251A - 一种基于北斗定位的数据采集系统 - Google Patents

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马国平
贾伟光
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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
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Abstract

本发明公开了一种基于北斗定位的数据采集系统，涉及数据采集技术领域，用于现有设备在采集位置信息时难以将采集时间同步精准记录的问题，一种基于北斗定位的数据采集系统，包括北斗定位卫星、定位天线、定位装置和4G天线，所述定位装置包括定位芯片、处理器、4G传输模块和电池，所述北斗定位卫星与定位天线为通信连接，所述定位天线与定位芯片相连接，所述定位芯片与处理器相连接，所述处理器与4G传输模块相连接，所述4G传输模块与4G天线相连接，处理器外接有石英晶振，所述电池用于给处理器和4G传输模块供电，本发明在在采集位置信息时能够将采集时间同步精准记录，使其数据能够具有较高的时效性，同时保证了时间的精确度。

Description

一种基于北斗定位的数据采集系统
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，特别涉及一种基于北斗定位的数据采集系统。
背景技术
在野外工程建设过程中常常需要获得某位置点精确的经纬度、海拔信息，或是需要检测工程设备的移动轨迹，来满足工程的数据需求，市面上现有定位透传设备并不能同时满足这些条件，有些产品只能获得经纬度信息而无法收集海拔、时间的信息，有的产品能够收集经纬度信息和海拔信息，但是并不能实时的记录时间，由于数据传输需要时间，数据传递常常具有延后性，导致记录的数据与真实时间难以对应起来，而这正是工程建设过程中很重要的记录项，更精细的时间、位置记录能够更好的协助施工人员来计算或者判断。另外作业环境艰苦且数据获取时需要长时间作业，很多产品难以应对苛刻的外部环境，容易损坏，并且有些产品不具备电池，断电即停止运行，使用环境具有局限性。
公开(公告)号为CN205827421U，公开(公告)日为2016-12-21的授权专利《北斗定位数据采集终端》中包含有BDB定位模块，并提到“所述BDS定位模块用于获取刷卡的位置信息”，可见这个借助于北斗定位的BDB定位模块仅能够完成位置获取，而无法记录获取位置时的时间信息。
ATGM332D是支持BDS/GPS/GLONASS卫星导航系统的单系统定位，以及任意组合的多系统联合定位的接收机模块。
DTU4G透传设备即DTU4G路由器，支持RS232、RS485，属于现有设备，市面有售。
因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特再提供一种基于北斗定位的数据采集系统，用于解决现有设备在采集位置信息时难以将采集时间同步精准记录的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于北斗定位的数据采集系统，用于解决现有设备在采集位置信息时难以将采集时间同步精准记录的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于北斗定位的数据采集系统，包括北斗定位卫星、定位天线、定位装置和4G天线，所述定位装置包括定位芯片、处理器、4G传输模块和电池，所述北斗定位卫星与定位天线为通信连接，所述北斗定位卫星用于收集经纬度、海拔以及收集时间的数据，所述定位天线用于收集来自北斗定位卫星的信号；所述定位天线与定位芯片相连接，所述定位芯片与处理器相连接，所述处理器与4G传输模块相连接，所述4G传输模块与4G天线相连接，处理器外接有石英晶振，所述电池用于给处理器和4G传输模块供电。
作为一种优选的实施方式，所述定位装置包括外壳，所述定位芯片、处理器、4G传输模块和电池位于外壳内，所述外壳上设置有电源开关和充电口，所述电源开关用于控制电池的供电，所述充电口用于对电池进行充电。
作为一种优选的实施方式，所述定位装置外涂有防水涂层，所述定位装置的侧壁上连线处设置有用于防水的橡胶接头。
作为一种优选的实施方式，所述处理器采用STM32主控芯片。
作为一种优选的实施方式，所述定位芯片与处理器之间的数据传送采用USART协议，处理器与4G传输模块之间的数据传送采用RS232协议。
作为一种优选的实施方式，所述外壳为PVC壳，PVC壳接缝处采用胶水进行密封。
作为一种优选的实施方式，所述4G传输模块采用DTU4G透传设备。
作为一种优选的实施方式，所述定位芯片采用的是ATGM332D-5N系列卫星定位模块。
本发明的有益效果是：
本发明在使用时将在指定位置收集的经纬度、海拔高度、定位时间封装成统一的数据包发送，使得设备在采集位置信息时能够将采集时间同步精准记录，使其数据能够具有较高的时效性，同时保证了时间的精确度。本发明为了应对较为恶劣的工作环境，将各个部件整合到一起，并做了加固、密封、防水处理，使其能有更好的适应工作环境，增强适用性，此外还通过加设内置大容量电池的方法解除了必须连电使用的环境限制，提高了实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施方式的结构示意图；
图2为本发明实施方式定位装置的结构示意图；
图3为本发明实施方式的运行流程示意图。
图中，1-北斗定位卫星；2-定位天线；3-定位装置；4-4G天线；5-定位芯片；6-处理器；7-4G传输模块；8-电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1～图3，一种基于北斗定位的数据采集系统，包括北斗定位卫星1、定位天线2、定位装置3和4G天线4，定位装置3包括定位芯片5、处理器6、4G传输模块7和电池8，北斗定位卫星1与定位天线2为通信连接，北斗定位卫星1用于收集经纬度、海拔以及收集时间的数据，定位天线2用于收集来自北斗定位卫星1的信号；定位天线2与定位芯片5相连接，定位芯片5与处理器6相连接，处理器6与4G传输模块7相连接，4G传输模块7与4G天线4相连接，处理器6外接有石英晶振，电池8用于给处理器6和4G传输模块7供电。
定位装置3包括外壳，定位芯片5、处理器6、4G传输模块7和电池8位于外壳内，外壳上设置有电源开关和充电口，电源开关用于控制电池8的供电，充电口用于对电池8进行充电。
外壳为PVC壳，PVC壳接缝处采用胶水进行密封，定位装置3外涂有防水涂层，定位装置3的侧壁上连线处设置有用于防水的橡胶接头，解决潮湿和腐蚀的问题。
处理器6采用STM32主控芯片。
定位芯片5与处理器6之间的数据传送采用USART协议，处理器6与4G传输模块7之间的数据传送采用RS232协议。
4G传输模块7采用DTU4G透传设备。
定位芯片5采用的是ATGM332D-5N系列卫星定位模块。
定位装置3产品主体形状设计为长方体，外接定位天线2和4G信号天线，主体是上有电源开关和充电口。
定位芯片5的选用厂商为中科微电子，型号为ATGM332D，支持BDS/GPS/GLONASS卫星导航系统的单系统定位，以及任意组合的多系统联合定位的接收机模块，可通过天线接收北斗定位卫星1的信号。
4G传输模块7：插入物联网卡，通过天线接入移动网络，并可根据处理器6下达的指令建立TCP协议网络长连接，具备断线重连的功能。通过RS232协议与处理器6连接。
处理器6选用型号为STM32F103RCT6，这是ST公司研发的一款中端控制芯片，具备CPU和少量缓存。处理器6通过有线连接定位芯片5和4G传输模块7，传输协议为RS232。处理器6通过外接石英晶振得到非常精确的时间。处理器6在本产品中作用为接收并解析定位芯片5发送的定位数据、处理定位数据封装成经纬度、海拔、时间的结构，进而通过控制线传输给4G传输模块7，并通过4G网络传输到目标服务器。
电池8采用带安全控制芯片的大容量锂电池产品供电，容量为2200mAh，输出电压12v，可充电。
使用时，处理器6通过USART串口连接定位芯片5(GNSS模块)和4G传输模块7(DTU4G透传设备)，使用USART1串口连接定位芯片5，使用USART2串口通过协议转换模块连接4G传输模块7。处理器6通过JTAG接口连接电脑用于写程序和调试。4G传输模块7连接4G天线4，定位芯片5连接定位天线2，放到开阔地。
定位芯片5上电后自动搜索北斗定位卫星1，信号稳定之后其会通过USART1串口发送定位信息，处理器6接收到定位信息之后，经过解析加工，通过USART2发送给4G传输模块7，4G传输模块7会自动发送此消息到设定好的服务器。设定每30秒上传一次。
现有产品或技术可以获得经纬度和海拔高度数据并通过网络发送，但网络发送的延迟会造成数据的时效性降低，本方案通过在处理器上外接石英晶振的方式提高时间精度，得到精确时间与经纬度、海拔一起封装成数据包发送，解决了现有设备在采集位置信息时难以将采集时间同步精准记录的问题和网络延迟导致数据时效性低的问题。同时通过防水的封装提高了设备对野外恶劣环境的适应性。
本发明的有益效果是：
本发明在使用时将在指定位置收集的经纬度、海拔高度、定位时间封装成统一的数据包发送，使得设备在采集位置信息时能够将采集时间同步精准记录，使其数据能够具有较高的时效性，同时保证了时间的精确度。本发明为了应对较为恶劣的工作环境，将各个部件整合到一起，并做了加固、密封、防水处理，使其能有更好的适应工作环境，增强适用性，此外还通过加设内置大容量电池的方法解除了必须连电使用的环境限制，提高了实用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，包括北斗定位卫星、定位天线、定位装置和4G天线，所述定位装置包括定位芯片、处理器、4G传输模块和电池，所述北斗定位卫星与定位天线为通信连接，所述北斗定位卫星用于收集经纬度、海拔以及收集时间的数据，所述定位天线用于收集来自北斗定位卫星的信号；所述定位天线与定位芯片相连接，所述定位芯片与处理器相连接，所述处理器与4G传输模块相连接，所述4G传输模块与4G天线相连接，处理器外接有石英晶振，所述电池用于给处理器和4G传输模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述定位装置包括外壳，所述定位芯片、处理器、4G传输模块和电池位于外壳内，所述外壳上设置有电源开关和充电口，所述电源开关用于控制电池的供电，所述充电口用于对电池进行充电。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述定位装置外涂有防水涂层，所述定位装置的侧壁上连线处设置有用于防水的橡胶接头。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述处理器采用STM32主控芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述定位芯片与处理器之间的数据传送采用USART协议，处理器与4G传输模块之间的数据传送采用RS232协议。
6.根据权利要求2所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述外壳为PVC壳，PVC壳接缝处采用胶水进行密封。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述4G传输模块采用DTU4G透传设备。
8.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的数据采集系统，其特征在于，所述定位芯片采用的是ATGM332D-5N系列卫星定位模块。
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