CN202661629U

CN202661629U - 一种单兵联合导航定位系统

Info

Publication number: CN202661629U
Application number: CN 201220077393
Authority: CN
Inventors: 李晶; 赵小强; 王江舟; 王娜; 申飞
Original assignee: Xi'an Post & Telecommunication College
Current assignee: Xi'an Post & Telecommunication College; Xian University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2022-03-05

Abstract

本实用新型公开了一种单兵联合导航定位系统，包括若干手持无线终端、S3C2410-WinCE平台和上位机，手持无线终端、S3C2410-WinCE平台通过无线传输连接；S3C2410-WinCE平台通过串口与上位机相连；所述手持无线终端还包括调频模块，手持无线终端之间可以利用无线调频进行无线通信；手持无线终端包括显示模块，用于显示GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息；所述手持无线终端采用STM32F103ZET6核心板；本系统应用于手持无线多点定位、运动姿态控制、位置计算以及地图生成等民用及军用场合，具有可靠性、实时性、成本可控、远程无线控制等优点。由于本系统在开发时使用了可靠的实时操作系统(RT-Thread)，因此能够应用于对实时性有较高要求的工业及军用环境之中。

Description

一种单兵联合导航定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种单兵联合导航定位系统。

背景技术

随着嵌入式技术和NRF无线通信技术的飞速发展和日益普及，基于ARM内核微处理器的产品开发已成为业界的首选，其高效的处理能力、极低的功耗使得电子产品的功能不断增多、待机时间不断延长。由于ARM内核稳定性较高，因此越来越多的智能电子产品不同程度地应用到了环境苛刻、对实时性要求高场合之中。

国内单兵导航定位技术起步和发展较晚，存在着系统体积过大、集成度不高、电路复杂、机械部分较多、成本较高和运行维护不便的缺点，采用单片机和微机械传感器技术的导航设备有体积小、模块化程度高、待机时间长、稳定性高等优点。因此，本文以ARM-MCU、传感器、无线数据传输和实时操作系统技术为基础，应用S3C2410-ARM开发平台，设计并实现了基于WinCE S3C2410的单兵联合导航系统(以下简称系统)。该系统是将高可靠ARM处理器、无线收发芯片、图像采集及存储、图像识别、运动传感器系统(包括KMZ51电子罗盘、ADXL202双轴加速度传感器、N1000060倾角传感器以及OV7660图像传感器)、GPS定位仪(应用ProGin的SR-87V SiRFIII传感器)以及实时嵌入式操作系统RTOS(RT-Thread)等模块高效组合的综合应用系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种单兵联合导航定位系统。

一种单兵联合导航定位系统，包括若干手持无线终端、S3C2410-WinCE平台和上位机，手持无线终端、S3C2410-WinCE平台通过无线传输连接；S3C2410-WinCE平台通过串口与上位机相连；所述手持无线终端还包括调频模块，手持无线终端之间可以利用无线调频进行无线通信；手持无线终端包括显示模块，用于显示GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息；所述手持无线终端采用STM32F103ZET6核心板；

所述的单兵联合导航定位系统，所述手持无线终端包括GPS定位模块、KMZ51双轴电子罗盘、倾角传感器、视频采集模块、温度传感器、数字高度计，分别获得GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息。

本系统应用于手持无线多点定位、运动姿态控制、位置计算以及地图生成等民用及军用场合，具有可靠性、实时性、成本可控、远程无线控制等优点。由于本系统在开发时使用了可靠的实时操作系统(RT-Thread)，因此能够应用于对实时性有较高要求的工业及军用环境之中。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为手持无线终端原理框图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参考图1和图2，单兵联合导航定位系统包括若干手持无线终端，每个手持无线终端包括GPS定位模块、KMZ51双轴电子罗盘、倾角传感器、视频采集模块、温度传感器、数字高度计，分别获得GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息，手持终端通过模拟通道选择芯片，将各个传感器的模拟量送入高速STM32 MCU内部的12位ADC中。

系统先由单兵定位终端采集地理与图像视频信息，再由无线发射模块将数据传入S3C2410-WinCE平台中，S3C2410-WinCE平台上编制有特定基于Wi-Fi获得的Google地图WinCE应用程序，使用户接口图形化。

S3C2410-WinCE平台通过串口与上位机相连，将数据传送到上位机的帧处理程序中，经解析后送入显示单元，利用图像化的界面显示采集到的GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息。

上位机应用程序的开发使用Borland C++Builder编译器，其独有的消息封装机制使得用户界面的开发周期变得很短，尤其是已经完全封装的COM端口收发控件，使得串口操作变得极为容易。

各个手持无线终端还包括调频模块，手持无线终端之间可以利用无线调频进行无线通信，各单兵采集终端之间能够互联成为小型互联型网络，可以获得最近的友军阵地、敌方信息、阵地地图，并能通过高精度气压传感器获得准确的海拔高度，从而实现三维定位与地图绘制功能。

手持无线终端包括显示模块，可以显示GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息。

参考图2，手持无线终端采用基于最新ARM内核Cortex-M3之STM32系列32位闪存微控制器，这是一款专为嵌入式应用而开发的内核。Cortex-M3内核使用THUMB-2指令集，32位性能，16位密度，与ARM7TDMI相比，Cortex-M3内核性能上要快35％，代码减少45％。STM32系列产品得益于Cortex-M3在架构上进行的多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2指令集，大幅度提高的中断响应，而且所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。

手持无线终端ARM核心板采用STM32F103ZET6核心板，其配置为：

1、CPU：STM32F103ZET6(LQFP144脚，最大工作频率72MHZ，片上集成512Kflash、64KRAM；12BitA/D、D/A：PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)

2、USB2.0全速SlaveB型接口，支持由芯片控制CONNECT(使能控制)功能(跳线J_USB配置)

3、RS232(可ISP下载代码)包括串口电平转换芯片MAX3232，可做RS232通信实验(为直通母头，可用USB转RS232电缆连接)

4、标准ARMJTAG20座

5、所有IO口均引出，PIN间距2.54MM(2.54mm间距排针未焊接，用户可根据实际需要焊接在顶层或底层，方便做2次开发应用

6、一个电源指示灯、一个IO口控制LED指示灯

7、启动模式选择(BOOT0/BOOT1)

8、板载3.3VLDO1117-3.3，最大提供800mA电流。

9、USB供电或jLinkCommand输入poweron命令供电

10、板载8MHz晶振，原装6PF4脚SMD32.768kHz晶振

11、板载1MB外部SRAM(61MV51216-55)

12、板载128MBNANDFLASH(K9F1G08)

手持无线终端采用器件分层布局设计方法，最上层顶部为用户交互的触摸屏，第二层为硬件连线层，第三层为ARM核心板、摄像头、NRF数传模块层，最底下为GPS、传感器模块层。四层电路板逐层通过过板插针简介，为了保证其运行的稳定，特意用六角螺丝及铜柱固定。

考虑到系统聚焦的稳定性，手持无线终端安装了工业用激光二极管，用于产生可识别的红点。图像经过视频采集模块的采集和程序处理后会在屏幕上显示激光红点在屏幕上的坐标和相应的准星。

为了提高系统的安全性，在手持无线终端设置了键盘锁模块，可以通过输入密码将整个系统锁定，除非用户输入正确的密码后，才能登入系统。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种单兵联合导航定位系统，其特征在于，包括若干手持无线终端、上位机，所述手持无线终端包括无线调频模块，手持无线终端之间利用无线调频模块进行无线通信；手持无线终端包括显示模块，用于显示GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息；所述手持无线终端采用STM32F103ZET6核心板。

2.根据权利要求1所述的单兵联合导航定位系统，其特征在于，所述手持无线终端包括GPS定位模块、KMZ51双轴电子罗盘、倾角传感器、视频采集模块、温度传感器、数字高度计，分别获得GPS定位信息、方位信息、倾角信息、视频信息、温度信息、高度信息。