CN201004165Y

CN201004165Y - 具有全球定位功能和自动授时的手表

Info

Publication number: CN201004165Y
Application number: CNU2006200158181U
Authority: CN
Inventors: 唐政平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2016-11-16

Abstract

本实用新型涉及一种具有全球定位功能和自动授时的手表，包括外壳及主板和主板附件，主板包括高频多层电路板，主板附件包括贴片天线、GPS芯片组、单片机、电源管理模块及显示屏，单片机包括：设置模块、距离积累模块、时间比对模块、记录路线和位置的导航模块、全球时区坐标库和显示字库，GPS芯片组将接收到的GPS信号转换为数字信号后输送至单片机进行处理以得到距离数据及当地时间，单片机根据处理结果从显示字库中调出相应数据，显示于显示屏。本实用新型产品体积小，能耗低，携带方便。可以广泛应用于：野外科考、户外运动和探险、紧急救援、运动员运动监测、航海员、飞行员、军方单兵方位识别、旅游人员方位识别和作为手腕饰品。

Description

具有全球定位功能和自动授时的手表

技术领域

本实用新型涉及一种手表，尤其是涉及一种具有全球定位功能和自动授时的手表。

背景技术

GPS全球定位系统(Global Positioning System)接收器是用GPS信号，观测4颗GPS卫星就可以全球任何地方的实现全天候、高精度、连续实时的导航定位测量；同时由于GPS传递的是高精度的同步时间，可以做为授时。在某些情形下，需要个人携带物品越轻越好，例如野外科考、户外运动和探险、紧急救援、运动员运动监测、航海员、飞行员、军方单兵方位识别、旅游人员。目前，手表是人们通常会配带的计时工具，因此，若能将全球定位功能集成于手表上，将在满足他们的定位功能需求同时，并不会增加他们额外携带负担。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种手表，使其具有全球定位功能和自动授时功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种具有全球定位功能和自动授时的手表，包括外壳及安装在外壳内的主板和主板附件，所述主板包括一高频多层电路板，所述主板附件包括用于接收GPS信号的贴片天线、GPS芯片组、单片机、电源管理模块及显示屏，单片机包括：省电模式的设置模块、用于累加起始坐标点到当前坐标点的距离的距离积累模块、时间比对模块、记录路线和位置的导航模块、全球时区坐标库和显示字库，其中，GPS芯片组将接收到的GPS信号转换为数字信号后输送至单片机分别由距离积累模块、时间比对模块进行处理以得到距离数据及当地时间，单片机根据处理结果从显示字库中调出相应数据，显示于显示屏。

其中，经GPS芯片组处理的NEMA初始信息包含有经度、纬度、高度、速度、方向角度和时间信息，单片机将经度、纬度、高度、速度、方向角度和时间信息从NEMA初始信息中剥离出来，分别由距离积累模块、时间比对模块进行处理以得到距离数据及当地时间，再从显示字库中调出相应数据，显示于显示屏。

其中，所述贴片天线为无源贴片天线；所述GPS芯片组为单芯片低能耗GPS模组，设置有积极的休眠模式和休眠唤醒工作模式；单片机采取低能耗模式。

本实用新型的有益效果是：本实用新型是将GPS(全球定位系统)微小化应用于手表上，体积小，能耗低，携带方便。可以广泛应用于野外科考、户外运动和探险、紧急救援、运动员运动监测、航海员、飞行员、军方单兵方位识别、旅游人员方位识别和作为手腕饰品等。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型具有全球定位功能和自动授时的手表的主板及主板附件的硬件架构图。

图2是图1的主板及主板附件的软件流程图。

具体实施方式

本实用新型为一种将GPS(全球定位系统)微小化应用于个人时间和空间需求的手表，包括表壳及装设于表壳内的主板和主板附件。本实施例中，表壳为不锈钢和玻璃组成，当然也可根据需要采用其他材料制成。

如图1所示，为本表主板附件的硬件架构图。本表主板附件包括有超薄贴片天线10、低能耗GPS芯片组20、16位单片机30、OLED显示屏40、DC-DC电压转换模块50、电源管理模块60、电池70及电池保护模块80等部分。

下面将介绍上述元件或模块的工作流程，分信号处理及电源管理两部分来叙述。

信号处理部分：

首先通过天线10将GPS信号接收进来，在GPS芯片组20进行滤波处理，将射频信号转为NEMA0183数字信号，然后按NEMA0183标准串口输出到单片机30，由软件进行处理。单片机30再将处理结果在OLED显示屏40上显示出来。同时，单片机30还要通过电池保护模块80对电池70进行管理，将电池电量数据显示于OLED显示屏40，还要对电池70进行保护，防止过热、短路、电池过度放电。

电源部分：

电源管理模块60是将电池芯片处理后的电源通过电泵处理后供给GPS芯片组20、单片机30、OLED显示屏40的模拟电路使用。由于OLED显示屏40需要一个数字电源，因此在OLED显示屏40与电源管理模块60之间设置该DC-DC电压转换模块50，用于单独处理OLED显示屏40所需要的数字电源。为了做到尽可能的长时间工作和适合手腕佩带的小体积，本实施例从多方面做了处理：

1、选择无源贴片GPS天线，精确定义最佳信号值和最小尺寸(35mm×35mm)射频地组合。

2、超低功耗小体积单芯片GPS芯片组，设置积极的休眠模式和休眠唤醒工作模式。

3、超小体积低功耗单片机和单片机低功耗工作模式。

4、选用最新的低能耗OLED显示屏和积极休眠技术。

5、为了防止射频信号收到干扰，所有器件使用贴片封装，印刷电路板(主板)选用复杂的高频多层板。

6、为了防水和更换电池的方便，表体采用独一无二的双层结构。

当然，以上实施例是申请人从特定角度考虑所认为的最优设计，比如为了省电，降低干扰以及使用方便等。其元件的选择及制作工艺也可采用别的方式，只要能实现本实用新型的功能，都在本实用新型所涵盖的范围之内。例如，可选用不同尺寸的天线，不同型号的GPS芯片组，单片机也可选择8位或32位的，显示屏也可选用TN，STN，TFT等类型的显示屏，等等。

请参考图2，为单片机30的软件流程图。首先从GPS芯片组20出来的GPSNEMA数据100直接送到单片机30的串口，单片机30将经度、纬度、高度、速度、方向角度和时间等信号从原始GPS数据100剥离出来，再从显示字库200中调出相应数据，显示于OLED显示屏40。距离数据产生方法，是通过单片机30的距离记录模块300以外接开关指令设置起始坐标点为起始点，到当前坐标点的距离的不断累加值；然后将产生的距离数据与显示字库200比对形成显示数据显示于OLED显示屏40。是通过单片机30存储的导航模块600记录位置和实现路线的原路返回导航和寻路；然后将产生的导航数据与显示字库200比对形成显示数据显示于OLED显示屏40。当地时间的形成方法，是单片机30从GPSNEMA数据100中取得高精度的UTC时间原始数据和当地坐标，通过时间比对模块400将坐标与单片机30的全球时区坐标分区库500比对，形成当地时间。再由单片机30发给显示字库200，拣取对应字库，然后显示于OLED显示屏40。切换控制是可以通过外接开关进行数据切换。

以上述电路，结构及原理上以实施例的方式对本实用新型作了较详细的说明，通过以上描述，熟悉本领域的普通技术人员一定可以了解本实用新型的精髓，并对本实用新型的部分元件或方法实现不偏离本实用新型的变化。

总之，本实用新型提供了一种具有全球定位功能和自动授时的手表，消费者可以轻松的实现自己所处位置的定位，而不需要专用GPS设备。本产品体积小，能耗低，携带方便。可以广泛应用于：野外科考、户外运动和探险、紧急救援、运动员运动监测、航海员、飞行员、军方单兵方位识别、旅游人员方位识别和作为手腕饰品。

Claims

1、一种具有全球定位功能和自动授时的手表，包括外壳及安装在外壳内的主板和主板附件，其特征在于：所述主板包括一高频多层电路板，所述主板附件包括用于接收GPS信号的贴片天线、GPS芯片组、单片机、电源管理模块及显示屏，单片机包括：省电模式的设置模块、用于累加起始坐标点到当前坐标点的距离的距离积累模块、时间比对模块、记录路线和位置的导航模块、全球时区坐标库和显示字库，其中，GPS芯片组将接收到的GPS信号转换为数字信号后输送至单片机分别由距离积累模块、时间比对模块进行处理以得到距离数据及当地时间，单片机根据处理结果从显示字库中调出相应数据，显示于显示屏。

2、如权利要求1所述的具有全球定位功能和自动授时的手表，其特征在于：所述贴片天线为无源贴片天线；所述GPS芯片组为单芯片低能耗GPS模组，设置有积极的休眠模式和休眠唤醒工作模式；单片机采取低能耗模式。

3、如权利要求1所述的具有全球定位功能和自动授时的手表，其特征在于：表壳为双层结构。

4、如权利要求1所述的具有全球定位功能和自动授时的手表，其特征在于：显示屏为OLED显示屏。

5、如权利要求1所述的具有全球定位功能和自动授时的手表，其特征在于：天线为超薄贴片天线，并与射频地组合。

6、如权利要求5所述的具有全球定位功能和自动授时的手表，其特征在于：高频多层电路板上以贴导电胶或者贴片焊接的方式设置有射频地。