CN201429685Y - 太阳能供电的gps跟踪定位装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为一种太阳能供电的GPS跟踪定位装置，它包括GPS跟踪定位器，该GPS跟踪定位器具有外壳，在外壳内安有控制部分，在外壳上设有太阳能电池板，太阳能电池板与外壳之间设有隔热层，该太阳能电池板上安有太阳能电池，由太阳能电池给控制部分提供工作电压。本实用新型由于采用太阳能电池板进行供电，免除了繁琐的接线操作，使用时间不受限制；另外，在无线传输方面，采用手机收发短信的方式获得定位器的位置，其灵敏性较高，操作更为简单。

Description

太阳能供电的GPS跟踪定位装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能供电的定位系统，为全球定位、通信技术领域。
背景技术
传统的GPS跟踪定位装置一般有两种：第一种是车载GPS跟踪装置；第二种是用于防老人、小孩走失或贵重物品丢失的GPS跟踪装置。这两种装置均采用连线方式安装，另外在技术方面、使用方面均存在一定缺陷。
第一种跟踪装置，其GPS主机一般放置于车辆驾驶舱内，其电源供应直接连接到车辆电源上，GPS接收天线通过延长线连接到车顶，以便信号的接收，在控制终端方面，也采用连线的方式控制手柄或键盘到GPS主机上。另外，传统的车载GPS跟踪定位装置在安装方面均要加长连接线进行安装连接，首先在安装方面就增加了复杂性，由于所连接的线都是做信号传输的，其连接线过长，在一定程度上影响了信号的传输，从而对GPS跟踪定位装置工作的稳定性产生较大的影响。其次，由于控制手柄是以连线的方式连接在GPS主机上的，所以操控性也受到了极大的限制。
第二种是用于防老人、小孩走失或贵重物品丢失的GPS跟踪装置。一般配有一个由老人(小孩或贵重物品)佩戴的GPS位置发射器，其内部装有镍氢电池；以及一个可以控制返回GPS坐标的终端遥控装置。在控制终端方面，由遥控终端发出指令，获得发射器上GPS的坐标。传统的防丢失GPS跟踪装置在使用方面，由于发射器的功耗大，导致使用24~48个小时就必须更换电池，否则电量耗尽，跟踪装置无法使用。而在传输方面，也会经常由于对遥控器材的误操作造成诸多不便。
发明内容
本实用新型的目的在于针对车载GPS跟踪定位装置及传统防丢失GPS跟踪定位装置的缺陷，提供一种可免除接线操作，节能环保，由太阳能供电的GPS跟踪定位装置。
本实用新型的技术方案如下：一种太阳能供电的GPS跟踪定位装置，包括GPS跟踪定位器，该GPS跟踪定位器具有外壳，在外壳内安有控制部分，在外壳上设有太阳能电池板，太阳能电池板与外壳之间设有隔热层，该太阳能电池板上安有太阳能电池，由太阳能电池给控制部分提供工作电压。
所述控制部分包括有充电电路、镍氢电池、三端稳压器电路、短信收发模块稳压电路、中央处理单元、GPS卫星定位系统和短信收发模块电路；其充电电路与太阳能电池相接，由太阳能电池进行供电；其充电电路用于对内部的镍氢电池进行充电，由充电路或镍氢电池以提供控制部分所需电压并分别与三端稳压器电路和短信收发模块稳压电路相连；三端稳压器电路用于向中央处理单元和GPS定位系统提供工作电压，短信收发模块稳压电路用于向短信收发模块电路提供工作电压；其短信收发模块电路与中央处理单元相连；该定位装置进一步还包括有一外部通信设备，该外部通信设备用于向短信收发模块电路互通短信。
所述的充电电路主要包括有脉宽调制电路PWM、二极管D1和D2、开关T1和T2；太阳能电池通过二极管D1与脉宽调制电路PWM及外壳内部的镍氢电池相连。
所述的中央处理单元选用STC89C52；所述的GPS卫星定位系统选用HOLUX M-87；中央处理单元的P0.0为I/O数据交互端口，与GPS卫星定位系统的数据输出管脚TXA相连接，用于接收从GPS卫星定位系统传递给中央处理单元的坐标字符串。
所述的短信收发模块电路包括有短信收发模块和外围电路，该短信收发模块选用SIM300；所述的外围电路通过VSIM端口与短信收发模块SIM300的VSIM端口相连，通过VEXT端口与短信收发模块SIM300的VEXT端口相连。
所述的中央处理单元的数据输入管脚RXD与短信收发模块的数据输出管脚TXD相连，用于接收SIM300传递给中央处理单元的返回数据；中央处理单元的数据输出管脚TXD与短信收发模块的数据输入管脚RXD，用于给SIM300传递指令。
本实用新型由于采用太阳能电池板进行供电，因此在电源连接方面，比传统的车载方式免除了繁琐的接线操作，同时有效地解决了一般普通镍氢电池供电所导致使用时间过短的问题。另外，在无线传输方面，采用手机收发短信的方式获得定位器的位置，比传统车载方式相比，其灵敏性较高，而且比防丢失的GPS跟踪装置相比操作更为简单。另外本实用新型还具有以下优点：1、本实用新型的短信收发采用最新的SIM300GSM/GPRS模块，比传统GSM模块功能更为强大；2、本实用新型的GPS采用HOLUX M-87型号的GPS模块，操作简单，管脚仅用到数据输出管脚TXA，接地及电源。3、本实用新型由于使用STC89C52中央处理单元仅有一个串口，所以将P1.0的I/O端口以软件的形式用模拟串口的方式连接GPS的发送数据端，从而得到从GPS发送出的坐标数据，连接方便。4、相比于同类的车载及定位系统，本实用新型成本大约只有200元左右。5、实用新型电路设计相较于一般产品简单，操作也十分简单。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图；
图2为本实用新型的原理框图；
图3为本实用新型中的充电电路原理示意图；
图4为本实用新型中的三端稳压器电路示意图；
图5为本实用新型中的中央处理单元和GPS卫星定位系统的连接电路图；
图6为本实用新型中的短信收发模块稳压电路示意图；
图7为本实用新型中短信收发模块电路图；
图8为图7的外围电路图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型的太阳能供电的GPS跟踪定位装置，包括GPS跟踪定位器1，该GPS跟踪定位器1具有外壳11，在外壳内安有控制部分2，在外壳11上设有太阳能电池板3，该太阳能电池板3上安有太阳能电池3`(图1所示)，由太阳能电池3`给控制部分2提供工作电压；太阳能电池板3与外壳11之间设有隔热层4，如隔热纸等，隔断热量的传递以防损坏外壳内部设备。有关GPS跟踪定位器的机械结构可采用现有定位装置类似的结构。参阅图2，所述控制部分2包括有充电电路21、镍氢电池22、三端稳压器电路23、短信收发模块稳压电路24、中央处理单元25、GPS卫星定位系统26和短信收发模块电路27。其充电电路21与太阳能电池3`相接，由太阳能电池3`进行供电。所述的太阳能电池可采用以下方式：20片1*2平方厘米太阳能电池进行串联，其标称电压为9.0V、标称电流60mA、标称功率540mW、开路电压为11.6V、短路电流70mA；实际使用时，只要充电2小时，即可补足无线跟踪器一天的静态耗电(120mAh)。其充电电路用于对内部的镍氢电池22进行充电，由充电电路21或镍氢电池22以提供控制部分所需电压并分别与三端稳压器电路23和短信收发模块稳压电路24相连。该镍氢电池一般选用AAA1000H型，6只串联为一组，2组并联，标称电压：7.2V，容量2000mAh；在没有充电的条件下，可提供无线跟踪器连续工作15小时的工作电压。该三端稳压器电路23用于向中央处理单元25和GPS定位系统26提供工作电压，短信收发模块稳压电路24用于向短信收发模块电路27提供工作电压。其短信收发模块电路27与中央处理单元25相连。本实用新型的定位装置进一步还包括有一外部通信设备5，如手机等；该外部通信设备5用于向短信收发模块电路27互通短信。
参见图2和图3，该充电电路主要包括有脉宽调制电路PWM、二极管D1和D2、开关T1和T2。太阳能电池3`通过二极管D1与脉宽调制电路PWM及外壳内部的镍氢电池22相连，由太阳能电池3`对镍氢电池进行充电。图中各器件功能如下：(1)开关T1控制充电回路，它导通时间的长短由脉宽调制电路PWM控制，随着镍氢电池的电压逐渐升高，导通时间变短，充电电流逐渐变小，达到1.45V/只时，充电电流趋近于零，达到了防止镍氢电池被过充电的目的；(2)开关T2控制放电回路，当镍氢电池的电压下降到1.0V/只时，控制电路输出一个低电平，将T2关断，停止镍氢电池继续放电，达到了防止电池过放电的目的；(3)D1的作用是防止夜间镍氢电池向太阳电池反向放电；(4)D2和保险BX联合起到防止镍氢电池极性反接的作用，当镍氢电池的极性连接正确时，二极管D2不起作用，一旦电池的极性反接，D2将电池短路，保险丝BX烧断，起到了保护控制电路和负载的作用。
参见图2和图4，该三端稳压器电路23包括有三端稳压器7805及电容C1和C2，该三端稳压器7805的输入端(接电源)与充电电路的电压输出端相连，其输出端输出稳定的电压，如+5V，以给中央处理单元25和GPS卫星定位系统26提供工作电压。电容C1和C2分别接在三端稳压器7805的输入端和输出端，用于滤波。
参见图2、图4和图5，所述的中央处理单元25选用STC89C52；所述的GPS卫星定位系统26选用HOLUX M-87。中央处理单元的P0.0为I/O数据交互端口，与GPS卫星定位系统的数据输出管脚TXA相连接，用于接收从GPS卫星定位系统传递给中央处理单元的坐标字符串。
三端稳压器7805的输出端分别与中央处理单元和GPS卫星定位系统的VCC端相连，以提供各自的工作电压。
参见图2和图6，该电路通过X1与充电电路的输出端相连，经处理后分别通过VBAT和VEXT输出相应的工作电压，以提供给短信收发模块电路27正常的工作电压。再参见图7和图8，所述的短信收发模块电路27包括有短信收发模块和外围电路，该短信收发模块选用SIM300。短信收发模块稳压电路的电压输出端VBAT分别通过电阻R6、电阻R8与短信收发模块SIM300相连；其VEXT通过电阻R7与短信收发模块SIM300相连。再参阅图8，所述的外围电路通过VSIM端口与短信收发模块SIM300的VSIM端口相连，通过VEXT端口与短信收发模块SIM300的VEXT端口相连。再参阅图5，中央处理单元的数据输入管脚RXD与短信收发模块的数据输出管脚TXD相连，用于接收SIM300传递给中央处理单元的返回数据；中央处理单元的数据输出管脚TXD与短信收发模块的数据输入管脚RXD，用于给SIM300传递指令。
上述的太阳能电池板3设计在整机外壳11上表面，太阳能电池板3通过采集自然光照获取光能并转化为电能。太阳能电池板3转换出的电能通过脉宽调制电路PWM进行稳压限压后施加到镍氢电池22上，实现对可镍氢电池22进行充电的功能，既满足了该镍氢电池22持续维持在电量充足的状态，又能保证电池电量不会过充而损坏。
本实用新型采用无线传输技术实现远程手机检测目标位置的功能，其实实现方式为：由手机发送一条短信，短信内容为事先设定好的密码，当短信收发模块SIM300中插入的SIM卡接收到由手机发来的短信时，会自动向串口发送字符串，串口将字符串传送至中央处理单元并进行存储。当短信收发模块收到此字符串的时候，证明短信已经发到；接下来开始由中央处理单元通过控制指令对短信收发模块SIM300发送SIM卡内短信检索指令，即看短信的内容是否与中央处理单元内预设的密码相同。如果相同则将GPS传到中央处理单元内的坐标地址以字符串的形式(GPS在插电情况下会每秒钟向串口发送坐标的字符串，以中断的方式提取字符串并存储到中央处理单元)，通过串口发送给短信收发模块SIM300，并以中央处理单元控制短信收发模块SIM300将短信发给固定手机号码上。
本实用新型在使用时，其工作步骤如下：
第一步：单片机进行初始化，GPS进行初始化，SIM300进行初始化。
第二步：将GPS数据存入字符串数组当中；并保持每5秒中断更新一次数据。
第三步：设置以GSM方式发送短信并且设置短信息中心号码。
第四步：注册MODEOM网络，并且设置发送短信文本格式为TXT。
第五步：等待短信息到达。
第六步：收到短信息。
第七步：判断串口是否确实接收到短信息，若正确进行第8步，若错误返回第6步。
第八步判断短信息内容是否为密码，若正确进行第9步，若错误返回第6步。
第九步：发送GPS的字符串数组到发送短信的手机上，返回第6步。

Claims (6)

1、太阳能供电的GPS跟踪定位装置，包括GPS跟踪定位器(1)，该GPS跟踪定位器(1)具有外壳(11)，其特征在于：在外壳(11)内安有控制部分(2)，在外壳(11)上设有太阳能电池板(3)，太阳能电池板(3)与外壳(11)之间设有隔热层(4)，该太阳能电池板(3)上安有太阳能电池(3`)，由太阳能电池(3`)给控制部分(2)提供工作电压。
2、根据权利要求1所述的GPS跟踪定位装置，其特征在于：所述控制部分(2)包括有充电电路(21)、镍氢电池(22)、三端稳压器电路(23)、短信收发模块稳压电路(24)、中央处理单元(25)、GPS卫星定位系统(26)和短信收发模块电路(27)；其充电电路(21)与太阳能电池(3`)相接，由太阳能电池(3`)进行供电；其充电电路用于对内部的镍氢电池(22)进行充电，由充电路(21)或镍氢电池(22)以提供控制部分所需电压并分别与三端稳压器电路(23)和短信收发模块稳压电路(24)相连；三端稳压器电路(23)用于向中央处理单元(25)和GPS定位系统(26)提供工作电压，短信收发模块稳压电路(24)用于向短信收发模块电路(27)提供工作电压；其短信收发模块电路(27)与中央处理单元(25)相连；该定位装置进一步还包括有一外部通信设备(5)，该外部通信设备(5)用于向短信收发模块电路(27)互通短信。
3、根据权利要求2所述的GPS跟踪定位装置，其特征在于：所述的充电电路主要包括有脉宽调制电路PWM、二极管D1和D2、开关T1和T2；太阳能电池(3`)通过二极管D1与脉宽调制电路PWM及外壳内部的镍氢电池(22)相连。
4、根据权利要求2或3所述的GPS跟踪定位装置，其特征在于：所述的中央处理单元(25)选用STC89C52；所述的GPS卫星定位系统(26)选用HOLUX M-87；中央处理单元的P0.0为I/O数据交互端口，与GPS卫星定位系统的数据输出管脚TXA相连接，用于接收从GPS卫星定位系统传递给中央处理单元的坐标字符串。
5、根据权利要求4所述的GPS跟踪定位装置，其特征在于：所述的短信收发模块电路(27)包括有短信收发模块和外围电路，该短信收发模块选用SIM300；所述的外围电路通过VSIM端口与短信收发模块SIM300的VSIM端口相连，通过VEXT端口与短信收发模块SIM300的VEXT端口相连。
6、根据权利要求5所述的GPS跟踪定位装置，其特征在于：所述的中央处理单元的数据输入管脚RXD与短信收发模块的数据输出管脚TXD相连，用于接收SIM300传递给中央处理单元的返回数据；中央处理单元的数据输出管脚TXD与短信收发模块的数据输入管脚RXD，用于给SIM300传递指令。
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