CN208721795U - 基于双处理器的gnss接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的基于双处理器的GNSS接收机，包括第一处理器、第二处理器、电源电路、温度采集电路、自由度采集电路、加热电路、GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块；其中，温度采集电路、自由度采集电路、加热电路分别与第一处理器电连接；GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块分别与第二处理器电连接；第一处理器和第二处理器通过串口通信；电源电路给所述GNSS接收机供电。该GNSS接收机增加了温度采集电路和加热电路，提高了环境适用性；采用双处理器结构，提高了系统的可靠性。

Description

基于双处理器的GNSS接收机

技术领域

本实用新型属于电子信息技术领域，具体涉及基于双处理器的GNSS接收机。

背景技术

随着GNSS技术在边坡变形监测行业的普及，GNSS边坡监测预警系统应运而出。现有GNSS边坡监测预警系统主要通过GNSS接收机采集的原始数据，并存储到服务器上，通过服务器计算监测点的三维坐标和变形量，实现数据的查询和报警信息的发布。

但是现有GNSS接收机仍存在以下问题：1)环境适用性差：尤其是对环境温度敏感，在高寒地区故障率剧增甚至无法应用。2)防盗能力薄弱：由于GNSS接收机一般安装在野外监测地段，容易遭到偷盗或破坏。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供基于双处理器的GNSS接收机，提高环境适用性，为GNSS接收机的防盗提供基础数据。

一种基于双处理器的GNSS接收机，包括第一处理器、第二处理器、电源电路、温度采集电路、自由度采集电路、加热电路、GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块；

其中，温度采集电路、自由度采集电路、加热电路分别与第一处理器电连接；GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块分别与第二处理器电连接；第一处理器和第二处理器通过串口通信；电源电路给所述GNSS接收机供电。

进一步地，所述自由度采集电路包括九自由度传感器；九自由度传感器与第一处理器电连接；九自由度传感器为GY85模块。

进一步地，所述温度采集电路包括3个温度传感器，温度传感器均与第一处理器电连接；3个温度传感器分别靠近GPS模块、电源电路和第二处理器设置。

进一步地，至少包括三条加热电路；每条加热电路包括三极管、场效应管和加热电阻；三条加热电路的加热电阻分别靠近所述GPS模块、电源电路和第二处理器设置；

其中，每条加热电路中，三极管的基级连接至第一处理器的加热控制口，三极管的发射级接地，三极管的集电极接场效应管的栅极，场效应管的源级接12V电压，场效应管的源级串联加热电阻接地。

进一步地，所述第一处理器的型号为STM32F103ZET6、第二处理器为AM335X模块。

进一步地，还包括检测电路；检测电路包括外部电源检测接口、检测电阻R107和电源功耗检测芯片U10；电源功耗检测芯片U10的型号为INA219；

检测电阻R107串联在外部电源检测接口的正负两端之间；电源功耗检测芯片U10的第1端口通过电阻R108连接检测电阻R107的正电位端，电源功耗检测芯片U10的第2端口通过电阻R111连接检测电阻R107的负电位端；电源功耗检测芯片U10的第8端口通过电阻R104下拉，电源功耗检测芯片U10的第7端口通过电阻R105上拉；电源功耗检测芯片U10的第5端口和第6端口分别连接至所述第一处理器。

进一步地，所述电源电路包括第一电源支路、第二电源支路、第三电源支路和第四电源支路；

所述第一电源支路将12V电压转换为9V电压；所述第二电源支路将12V电压转换为3.3V电压；所述第三电源支路将12V电压转换为5V电压；所述第四电源支路将5V电压转换为3.3V电压。

进一步地，所述第一电源支路包括第一电源芯片U8；第一电源芯片U8的型号为LT8610EMSE；

第一电源芯片U8的第5端口通过电感L12接12V电压，还通过电容C64接地；第一电源芯片U8的第4、6端口均与第5端口连接；第一电源芯片U8的第2端口通过电容C68接地；第一电源芯片U8的第13端口通过电容C69接地；第一电源芯片U8的第7、8端口接地；第一电源芯片U8的第3端口通过电阻R102接地；第一电源芯片U8的第12端口依次串联电容C63、电感L11形成输出端，输出9V电压；第一电源芯片U8的第9、10、11端口分别连接至电容C63和电感L11之间的节点上；第一电源芯片U8的第14端口接输出端；第一电源芯片U8的第15端口通过电阻R100接输出端；第一电源芯片U8的第16端口通过电阻R101接输出端，还通过电容C70接输出端。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的基于双处理器的GNSS接收机，增加了温度采集电路和加热电路，提高了环境适用性；采用双处理器结构，提高了系统的可靠性。除此以外，GNSS接收机还通过自由度采集电路采集接收机的三轴加速度、角速率以及磁感应强度，为GNSS接收机的防盗提供基础数据和辅助作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例一提供的GNSS接收机的模块框图。

图2为实施例一提供的第一处理器中一处理器的外围电路图。

图3为实施例一提供的检测电路的电路图。

图4为实施例一提供的以太网模块的电路图。

图5为实施例二提供的自由度采集电路的电路图。

图6为实施例二提供的温度采集电路的电路图。

图7为实施例二提供的加热电路的电路图。

图8为实施例三提供的第一电源支路的电路图。

图9为实施例三提供的第二电源支路的电路图。

图10为实施例三提供的第三电源支路的电路图。

图11为实施例三提供的第四电源支路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

一种基于双处理器的GNSS接收机，参见图1，包括第一处理器、第二处理器、电源电路、温度采集电路、自由度采集电路、加热电路、GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块；

其中，温度采集电路、自由度采集电路、加热电路分别与第一处理器电连接；GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块分别与第二处理器电连接；第一处理器和第二处理器通过串口通信；电源电路给所述GNSS接收机供电。

具体地，所述第一处理器的型号为STM32F103ZET6，外围电路如图2所示。第二处理器为AM335X模块。图4为以太网模块的电路，其中以太网模块为成熟产品。该GNSS接收机还可以通过DTU模块实现短信通信的功能。DTU模块可采用厦门为那公司WCTU2046，该模块支持中国运营商提供的LTE 4G网络，可以为用户提供无线长距离通信。该GNSS接收机还支持SD卡，用于存储数据，防止断网时数据丢失。还增加了电台通讯功能，降低了对GPRS网络的依赖。

该GNSS接收机，增加了温度采集电路和加热电路，提高了环境适用性；采用双处理器结构，提高了系统的可靠性。除此以外，GNSS接收机还通过自由度采集电路采集接收机的三轴加速度、角速率以及磁感应强度，为GNSS接收机的防盗提供基础数据和辅助作用。

本实施例还提供一种电压电流检测电路。参见图3，检测电路包括外部电源检测接口、检测电阻R107和电源功耗检测芯片U10；电源功耗检测芯片U10的型号为INA219；

检测电阻R107串联在外部电源检测接口的正负两端之间；电源功耗检测芯片U10的第1端口通过电阻R108连接检测电阻R107的正电位端，电源功耗检测芯片U10的第2端口通过电阻R111连接检测电阻R107的负电位端；电源功耗检测芯片U10的第8端口通过电阻R104下拉，电源功耗检测芯片U10的第7端口通过电阻R105上拉；电源功耗检测芯片U10的第5端口和第6端口分别连接至所述第一处理器。

具体地，电源功耗检测芯片U10的第1端口为正电压输入口，第2端口为负电压输入口。总线电压是从第2端口到地面的电压。可以根据检测电阻R107两端的电压及R107的阻值算出流经R107的电流。该检测电路能够对电压电流进行检测，提高系统的安全性。

实施例二：

实施例二提供的GNSS接收机在实施例一的基础上增加了一种自由度采集电路、一种温度采集电路和一种加热电路。

参见图5，所述自由度采集电路包括九自由度传感器；九自由度传感器与第一处理器电连接；九自由度传感器为GY85模块。

具体地，GY85模块包含三个微控制器，三个微控制器分别为三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴电子罗盘，分别用于测量三轴加速度、角速率以及磁感应强度，并且通过I²C的方式与第一处理器实现数据传输。GNSS接收机还通过自由度采集电路采集接收机的三轴加速度、角速率以及磁感应强度，为GNSS接收机的防盗提供基础数据和辅助作用。

参见图6，所述温度采集电路包括3个温度传感器，温度传感器均与第一处理器电连接；3个温度传感器分别靠近GPS模块、电源电路和第二处理器设置。

具体地，3个温度传感器分别检测GPS模块、电源电路和第二处理器附近的温度。温度传感器采用DS18B20传感器，该温度传感器具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，测量范围-55℃至+125℃，误差仅有1℃。采用单线接口方式，DS18B20在与第一处理器连接时仅需要一条接口线就可以实现双向通讯，通过单线发送数字信号的方式与第一处理器进行数据传输。

参见图7，至少包括三条加热电路；每条加热电路包括三极管、场效应管和加热电阻；三条加热电路的加热电阻分别靠近所述GPS模块、电源电路和第二处理器设置；

其中，每条加热电路中，三极管的基级连接至第一处理器的加热控制口，三极管的发射级接地，三极管的集电极接场效应管的栅极，场效应管的源级接12V电压，场效应管的源级串联加热电阻接地。

具体地，电阻R500、电阻R501和电阻R502均为加热电阻，当GPS模块、电源电路和第二处理器的温度过低时，控制对应的电阻进行加热，提高环境适用性。

本实施例所提供的装置，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。

实施例三：

实施例三提供的GNSS接收机在其他实施例的基础上增加了一种电源电路。所述电源电路包括第一电源支路、第二电源支路、第三电源支路和第四电源支路；

参见图8，所述第一电源支路将12V电压转换为9V电压；参见图9，所述第二电源支路将12V电压转换为3.3V电压；参见图10，所述第三电源支路将12V电压转换为5V电压；参见图11，所述第四电源支路将5V电压转换为3.3V电压。其中第一电源支路、第二电源支路、第三电源支路和第四电源支路的电路基本相同。

为了说明电源电路的功能，本实施例对第一电源支路进行说明。

所述第一电源支路包括第一电源芯片U8；第一电源芯片U8的型号为LT8610EMSE；

第一电源芯片U8的第5端口通过电感L12接12V电压，还通过电容C64接地；第一电源芯片U8的第4、6端口均与第5端口连接；第一电源芯片U8的第2端口通过电容C68接地；第一电源芯片U8的第13端口通过电容C69接地；第一电源芯片U8的第7、8端口接地；第一电源芯片U8的第3端口通过电阻R102接地；第一电源芯片U8的第12端口依次串联电容C63、电感L11形成输出端，输出9V电压；第一电源芯片U8的第9、10、11端口分别连接至电容C63和电感L11之间的节点上；第一电源芯片U8的第14端口接输出端；第一电源芯片U8的第15端口通过电阻R100接输出端；第一电源芯片U8的第16端口通过电阻R101接输出端，还通过电容C70接输出端。

具体地，电阻R101为输出端的分压电阻，用来调整输出电压，电阻R101和电阻R103阻值相同。第三电源支路和第四电源支路只给第二处理芯片供电。

本实施例所提供的装置，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，包括第一处理器、第二处理器、电源电路、温度采集电路、自由度采集电路、加热电路、GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块；

其中，温度采集电路、自由度采集电路、加热电路分别与第一处理器电连接；GPS模块、电台模块、DTU模块和SD卡模块分别与第二处理器电连接；第一处理器和第二处理器通过串口通信；电源电路给所述GNSS接收机供电。

2.根据权利要求1所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，

所述自由度采集电路包括九自由度传感器；九自由度传感器与第一处理器电连接；九自由度传感器为GY85模块。

3.根据权利要求1所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，所述温度采集电路包括3个温度传感器，温度传感器均与第一处理器电连接；3个温度传感器分别靠近GPS模块、电源电路和第二处理器设置。

4.根据权利要求3所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，至少包括三条加热电路；每条加热电路包括三极管、场效应管和加热电阻；三条加热电路的加热电阻分别靠近所述GPS模块、电源电路和第二处理器设置；

其中，每条加热电路中，三极管的基级连接至第一处理器的加热控制口，三极管的发射级接地，三极管的集电极接场效应管的栅极，场效应管的源级接12V电压，场效应管的源级串联加热电阻接地。

5.根据权利要求1所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，所述第一处理器的型号为STM32F103ZET6、第二处理器为AM335X模块。

6.根据权利要求1所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，还包括检测电路；检测电路包括外部电源检测接口、检测电阻R107和电源功耗检测芯片U10；电源功耗检测芯片U10的型号为INA219；

检测电阻R107串联在外部电源检测接口的正负两端之间；电源功耗检测芯片U10的第1端口通过电阻R108连接检测电阻R107的正电位端，电源功耗检测芯片U10的第2端口通过电阻R111连接检测电阻R107的负电位端；电源功耗检测芯片U10的第8端口通过电阻R104下拉，电源功耗检测芯片U10的第7端口通过电阻R105上拉；电源功耗检测芯片U10的第5端口和第6端口分别连接至所述第一处理器。

7.根据权利要求1所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，

所述电源电路包括第一电源支路、第二电源支路、第三电源支路和第四电源支路；

所述第一电源支路将12V电压转换为9V电压；所述第二电源支路将12V电压转换为3.3V电压；所述第三电源支路将12V电压转换为5V电压；所述第四电源支路将5V电压转换为3.3V电压。

8.根据权利要求4所述基于双处理器的GNSS接收机，其特征在于，

所述第一电源支路包括第一电源芯片U8；第一电源芯片U8的型号为LT8610EMSE；

第一电源芯片U8的第5端口通过电感L12接12V电压，还通过电容C64接地；第一电源芯片U8的第4、6端口均与第5端口连接；第一电源芯片U8的第2端口通过电容C68接地；第一电源芯片U8的第13端口通过电容C69接地；第一电源芯片U8的第7、8端口接地；第一电源芯片U8的第3端口通过电阻R102接地；第一电源芯片U8的第12端口依次串联电容C63、电感L11形成输出端，输出9V电压；第一电源芯片U8的第9、10、11端口分别连接至电容C63和电感L11之间的节点上；第一电源芯片U8的第14端口接输出端；第一电源芯片U8的第15端口通过电阻R100接输出端；第一电源芯片U8的第16端口通过电阻R101接输出端，还通过电容C70接输出端。