CN217133378U - 一种新型位置监控终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型位置监控终端，属于位置监控技术领域。该监控终端包括定位电路，接收信号并确定位置信息；移动通信电路；北斗短报文电路；电源管理电路，为各电路供电；数据传输电路，接收控制设备的指令；控制电路，分别连接定位电路、移动通信电路、北斗短报文电路，定位电路将位置信息传输至控制电路，控制电路控制移动通信电路把位置信息传送给监控平台，控制电路控制北斗短报文电路将位置信息给监控平台。本发明所述位置监控终端能够采用4G移动通信网络进行位置信息上传从而完成远程位置监控，并且在4G移动通信网络信号差时，可采用北斗短报文进行位置信息上传从而完成远程位置监控，保证位置监控的连贯性。

Description

一种新型位置监控终端

技术领域

本发明涉及位置监控技术领域，尤其涉及一种新型位置监控终端。

背景技术

当前位置监控设备通常采用移动通信网络把位置信息实时传输至监控平台，如车辆位置监控、人员位置监控、船舶位置监控等，但是这类监控设备受限于地面移动通信网络的覆盖条件，在没有移动网络信号覆盖的地区，监控设备就无法把位置实时上传至，如无人区、自然保护区、沙漠、海洋等地区，这些区域地广人稀，无法架设手机基站，或是在一些因为地质灾害导致基站损坏的地区，在这些地区，监控平台都无法通过传统的监控设备获取被监控对象的位置。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本发明提出一种新型位置监控终端，该位置监控终端能够采用4G移动通信网络进行位置信息上传从而完成远程位置监控，并且在4G移动通信网络信号差时，可采用北斗短报文进行位置信息上传从而完成远程位置监控，保证位置监控的连贯性。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案，

本发明提供一种新型位置监控终端，包括监控平台，所述监控终端包括定位电路、移动通信电路、北斗短报文电路、电源管理电路、数据传输电路和控制电路；

所述定位电路连接卫星定位天线，所述定位电路通过卫星定位天线接收卫星的信号，确定实时的位置信息；

所述移动通信电路连接移动通信天线；

所述北斗短报文电路连接北斗卫星通信天线，且北斗短报文电路还连接控制电路，且所述北斗短报文电路将位置信息通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机；

所述电源管理电路用以接入电源，并分别为各电路工作供电；

所述数据传输电路外接控制设备，用以接收控制设备的指令；

所述控制电路连接定位电路，所述定位电路通过串口将位置信息传输至控制电路；所述控制电路连接移动通信电路，所述控制电路控制移动通信电路通过TCP/IP协议把位置信息传送给监控平台的服务器；所述控制电路连接北斗短报文电路，所述控制电路控制北斗短报文电路通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机。

进一步地，所述控制电路采用型号为STM32F103RCT6的单片机作为核心主控电路。

又进一步地，所述定位电路包括低噪放芯片、滤波器和定位模块，所述卫星定位天线连接低噪放芯片的输入端，低噪放芯片的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端连接定位模块，所述定位模块通过串口连接控制电路的单片机；所述定位模块支持北斗卫星定位、GPS卫星定位、格洛纳斯导航卫星定位以及伽利略导航卫星定位，也支持多星组合定位模式。

又进一步地，所述北斗短报文电路采用北斗短报文模块，所述北斗短报文模块的输入端和输出端连接北斗卫星通信天线，所述北斗卫星通信天线为无源收发天线；所述北斗短报文模块通过串口控制电路的单片机，所述北斗短报文模块外接北斗SIM卡。

又进一步地，所述移动通信电路采用4G全网通通信模块，所述4G全网通通信模块连接移动通信天线，所述移动通信天线为4G天线，所述4G全网通通信模块通过串口连接控制电路的单片机，并且所述4G全网通通信模块外接物联网SIM卡。

又进一步地，所述数据传输电路包括近距离无线传输电路和有线串口通信电路；所述近距离无线连接传输电路采用蓝牙模块或无线局域网WiFi模块；所述有线串口通信电路采用RS232电路和RS485电路；所述近距离无线连接传输电路和有线串口通信电路均通过串口连接控制电路的单片机；所述控制设备包括智能手机、电脑和工控机；且所述智能手机可连接近距离无线连接传输电路，所述智能手机和单片机之间通过近距离无线连接传输电路完成信息传输，且智能手机进行北斗短报文的编辑，并且控制北斗短报文的发送以及报警信息的发送；所述电脑或工控机可连接有线传输电路，所述控制电路的单片机的通过有线串口通信电路将信息传输至电脑或工控机进行处理。

又进一步地，所述电源管理电路包括降压电路、5V充电器、充电电池，所述降压电路可外接12V直流电源，并且降压输出5V电压；所述降压电路输出端连接至充电电池输入端，所述5V充电器也连接充电电池输入端。

由于北斗卫星系统创新融合了导航与通信能力，不但具有实时定位导航功能，还可以实现短报文通信服务。北斗短报文依靠北斗卫星实现用户与用户、用户与中心控制系统间的双向简短数字报文通信，最多可以发布120个汉字的信息。本发明中，当位置监控终端处于移动通信短路的信号不能覆盖的区域，可以借助北斗卫星导航系统短报文通信功能进行短消息的相互通信，并且通过北斗卫星导航系统短报文上传位置信息，从而监控平台实现持续稳定的远程位置监控。

本发明所述位置监控终端，终端内包括移动通信模块，北斗短报文通信模块，卫星定位模块，通过主控电路控制移动通信电路与北斗卫星通信间的衔接，实现无缝无间断的位置监控，非常适用于船舶、飞机、特殊人群以及特殊车辆的位置监控。在移动通信网络覆盖的盲区，鉴于位置监控的数据流很小，传输频次较低，采用北斗卫星的短报文通信功能将位置信息上传监控平台。

本发明所述位置监控终端的移动通信电路可以判断移动通信网络信号的质量，当移动通信网络信号差或是没有移动网络信号时，自动启动北斗短报文进行数据传输，可以保证监控平台对被监测对象的位置监控的连贯性；另外，本发明所述位置监控终端可采用内置的充电电池供电，也可采用外部电源供电，并且还可以对充电电池进行充电，可以在没有外部电源的情况下，持续工作。

附图说明

图1为本发明所述新型位置监控终端的框架原理图。

图2为本发明所述新型位置监控终端的控制电路图。

图3为本发明所述新型位置监控终端的控制电路中单片机的复位电路图。

图4为本发明所述新型位置监控终端的定位电路图。

图5为本发明所述新型位置监控终端的北斗短报文电路图。

图6为本发明所述新型位置监控终端的移动通信电路图。

图7为本发明所述新型位置监控终端的移动通信电路外接的物联网SIM卡图。

图8为本发明所述新型位置监控终端的数据传输电路图。

图9为本发明所述新型位置监控终端的电源管理电路图。

图10为本发明所述新型位置监控终端的电源管理电路的12V外接电源的降压电路图。

图11为本发明所述新型位置监控终端的位置监控方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

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发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本发明提供一种新型位置监控终端，包括监控平台，所述监控终端包括定位电路、移动通信电路、北斗短报文电路、电源管理电路、数据传输电路和控制电路；

所述定位电路连接卫星定位天线，所述定位电路通过卫星定位天线接收卫星的信号，确定实时的位置信息；

所述移动通信电路连接移动通信天线；

所述北斗短报文电路连接北斗卫星通信天线，且北斗短报文电路还连接控制电路，且所述北斗短报文电路将位置信息通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机；

所述电源管理电路用以接入电源，并分别为各电路工作供电；

所述数据传输电路外接控制设备，用以接收控制设备的指令；

所述控制电路连接定位电路，所述定位电路通过串口将位置信息传输至控制电路；所述控制电路连接移动通信电路，所述控制电路控制移动通信电路通过TCP/IP协议把位置信息传送给监控平台的服务器；所述控制电路连接北斗短报文电路，所述控制电路控制北斗短报文电路通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机。

如图2所示，在本实施例中，所述控制电路采用型号为STM32F103RCT6的单片机作为核心主控电路，并且单片机通过串口连接定位电路、移动通信电路、北斗短报文电路、数据传输电路等；如图3所示，控制电路的单片机还连接如图的复位电路，该复位电路采用看门狗芯片STWD100，当单片机出现异常，不向看门狗电路发送喂狗信号时，看门狗芯片STWD100会重启单片机，从而控制进行终端重启。

如图4所示，所述定位电路包括低噪放芯片、滤波器和定位模块；所述卫星定位天线接受卫星信号，所述卫星定位天线经过匹配电容C1连接低噪放芯片的输入端，所述低噪放芯片的型号为MAX2659，所述低噪放芯片的输出端依次串联电容C2和电感L2，并连接滤波器的输入端，所述滤波器的型号为B9444，滤波器的输出端串联隔直电容C3后连接定位模块，所述定位模块采用南京天辰致恒信息科技有限公司的型号为TS336，所述定位模块通过串口连接控制电路的单片机，所述定位模块将接收到的卫星信号经过解调解码，解算出卫星信息、经纬度信息，并经串口输出至控制电路；所述定位模块支持北斗卫星定位、GPS卫星定位、格洛纳斯导航卫星定位以及伽利略导航卫星定位，也支持多星组合定位模式。

如图5所示，所述北斗短报文电路采用北斗短报文模块，所述北斗短报文模块采用南京天辰致恒信息科技有限公司的型号为TS201的北斗短报文模块，所述北斗短报文模块的输入端连接北斗卫星通信天线中的接收天线，所述北斗短报文模块的输出端连接北斗卫星通信天线的发射天线，所述北斗卫星通信天线为无源收发天线；所述北斗短报文模块通过串口控制电路的单片机，所述北斗短报文模块外接北斗SIM卡。当有北斗短报文信息要向外发送时，单片机会将待发信息的数据进行编码打包，通过串口送给北斗短报文模块，北斗短报文模块则通过发射天线自动向北斗卫星发送；当北斗短报文模块通过接收天线接收到其他终端发来的信息时，通过串口将接收的信息传输至单片机，单片机进行信息解码处理。

如图6所示，所述移动通信电路采用4G全网通通信模块，所述4G全网通通信模块连接移动通信天线，所述移动通信天线为4G天线，所述4G全网通通信模块通过串口连接控制电路的单片机，并且所述4G全网通通信模块外接物联网SIM卡。如图7所示，所述4G全网通通信模块的型号为EC600，所述4G全网通通信模块会持续的把位置信息发送至监控平台的服务器。

如图8所示，所述数据传输电路包括近距离无线传输电路和有线串口通信电路；所述近距离无线连接传输电路采用蓝牙模块或无线局域网WiFi模块，所述蓝牙模块的型号为HM11，所述无线局域网WiFi模块的型号为USR216；所述有线串口通信电路采用RS232电路和RS485电路；所述近距离无线连接传输电路和有线串口通信电路均通过串口连接控制电路的单片机，可通过单片机GPIO选择相应的传输电路；所述控制设备包括智能手机、电脑和工控机；且所述智能手机可连接近距离无线连接传输电路，所述智能手机和单片机之间通过近距离无线连接传输电路完成信息传输，且智能手机进行北斗短报文的编辑，并且控制北斗短报文的发送以及报警信息的发送；所述电脑或工控机可连接有线传输电路，所述控制电路的单片机的通过有线串口通信电路将信息传输至电脑或工控机进行处理。

如图9和图10所示，所述电源管理电路包括降压电路、5V充电器、充电电池，所述降压电路如图9所示，所述降压电路可外接12V直流电源，并且降压输出5V电压；所述降压电路输出端连接至充电电池输入端，所述5V充电器也连接充电电池输入端。如图10所示，具体的，图中PMOS管M1连接5V充电器的输出端和充电电池输入端，其栅极连接电阻R2的一端和所述降压电路降压产生的5V输出接口，所述电阻R2另一端接地；图中NMOS管M2连接所述降压电路降压产生的5V输出接口和充电电池输入端，其栅极连接电阻R1的一端和所述降压电路降压产生的5V输出接口。当没有外接12V直流电源时，M1管栅极电压被R2拉到地，M1管导通，由充电器5V向充电电池充电；当外接12V直流电源产生5V直流电时，M1管栅极电压拉高，M1管关闭，同时M2管栅极电压被拉高，M2管导通，由外接12V直流电源产生5V直流电向充电电池充电，从而实现自动选择外接电源充电的功能。

如图11所示，上述新型位置监控终端的位置监控方法，包括以下步骤：

终端开机，各电路模块初始化；各电路模块初始化完成后，移动通信电路的4G全网通通信模块持续检测实时4G信号的质量，并且定位电路中的卫星定位模块接受卫星的信息，经过解调解码，解算出卫星信息和经纬度信息，并传输至控制电路的单片机，单片机判断定位的卫星信息和经纬度信息是否有效；

当4G信号良好时，单片机控制北斗短报文模块不工作，若定位的卫星信息和经纬度信息无效，则单片机接收新的卫星信息和经纬度信息并继续判断定位，直到定位的卫星信息和经纬度信息有效，即定位成功后，单片机将有效的卫星信息和经纬度信息作为位置信息，并控制移动通信电路将位置信息通过TCP/IP协议传送给监控平台的服务器，即监控平台实现位置监控终端的位置监控，位置信息上传完成后，4G全网通通信模块持续检测4G信号，开始下一周期的位置上传；

当4G信号差时，单片机控制北斗短报文模块工作，若定位的卫星信息和经纬度信息无效，则单片机接收新的卫星信息和经纬度信息并继续判断定位，直到定位的卫星信息和经纬度信息有效，即定位成功，单片机将有效的卫星信息和经纬度信息作为位置信息，并控制北斗短报文电路将位置信息通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机，即监控平台实现位置监控终端的位置监控，位置信息上传完成后，4G全网通通信模块持续检测4G信号，开始下一周期的位置上传。

在上述位置监控的方法中，所述移动通信电路的4G全网通通信模块持续检测实时4G信号的质量的方法和判断表准为：单片机程序会每隔十秒钟向4G模块发出信号检测指令AT+CSQ，4G模块收到该指令后，会反馈当前的信号强度，单片机通过判断信号强度来检测实时4G信号，当信号强度低于数值10时，表示信号质量差，高于10时，信号质量正常；当信号强度反馈为数值99，表示4G信号丢失。

单片机判断定位的卫星信息和经纬度信息是否有效的方法和判断标准为：定位模块每秒向单片机送出当前定位信息，其中RMC定位语句中有定位有效位标识，当定位标识位为字母A时，表示当前定位信息有效；当定位标识位为字母V时，表示当前定位信息无效。

本发明所述位置监控终端的移动通信电路可以判断移动通信网络信号的质量，当移动通信网络信号差或是没有移动网络信号时，自动启动北斗短报文进行数据传输，可以保证监控平台对被监测对象的位置监控的连贯性；另外，本发明所述位置监控终端可采用内置的充电电池供电，也可采用外部电源供电，并且还可以对充电电池进行充电，可以在没有外部电源的情况下，持续工作。

Claims (7)

1.一种新型位置监控终端，包括监控平台，其特征在于：所述监控终端包括定位电路、移动通信电路、北斗短报文电路、电源管理电路、数据传输电路和控制电路；

所述定位电路连接卫星定位天线，所述定位电路通过卫星定位天线接收卫星的信号，确定实时的位置信息；

所述移动通信电路连接移动通信天线；

所述北斗短报文电路连接北斗卫星通信天线，且北斗短报文电路还连接控制电路，且所述北斗短报文电路将位置信息通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机；

所述电源管理电路用以接入电源，并分别为各电路工作供电；

所述数据传输电路外接控制设备，用以接收控制设备的指令；

所述控制电路连接定位电路，所述定位电路通过串口将位置信息传输至控制电路；所述控制电路连接移动通信电路，所述控制电路控制移动通信电路通过TCP/IP协议把位置信息传送给监控平台的服务器；所述控制电路连接北斗短报文电路，所述控制电路控制北斗短报文电路通过北斗卫星通道传送给监控平台的北斗短报文接收机。

2.根据权利要求1所述的新型位置监控终端，其特征在于：所述控制电路采用型号为STM32F103RCT6的单片机作为核心主控电路。

3.根据权利要求2所述的新型位置监控终端，其特征在于：所述定位电路包括低噪放芯片、滤波器和定位模块，所述卫星定位天线连接低噪放芯片的输入端，低噪放芯片的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端连接定位模块，所述定位模块通过串口连接控制电路的单片机；所述定位模块支持北斗卫星定位、GPS卫星定位、格洛纳斯导航卫星定位以及伽利略导航卫星定位，也支持多星组合定位模式。

4.根据权利要求2所述的新型位置监控终端，其特征在于：所述北斗短报文电路采用北斗短报文模块，所述北斗短报文模块的输入端和输出端连接北斗卫星通信天线，所述北斗卫星通信天线为无源收发天线；所述北斗短报文模块通过串口控制电路的单片机，所述北斗短报文模块外接北斗SIM卡。

5.根据权利要求2所述的新型位置监控终端，其特征在于：所述移动通信电路采用4G全网通通信模块，所述4G全网通通信模块连接移动通信天线，所述移动通信天线为4G天线，所述4G全网通通信模块通过串口连接控制电路的单片机，并且所述4G全网通通信模块外接物联网SIM卡。

6.根据权利要求2所述的新型位置监控终端，其特征在于：所述数据传输电路包括近距离无线传输电路和有线串口通信电路；所述近距离无线连接传输电路采用蓝牙模块或无线局域网WiFi模块；所述有线串口通信电路采用RS232电路和RS485电路；所述近距离无线连接传输电路和有线串口通信电路均通过串口连接控制电路的单片机；所述控制设备包括智能手机、电脑和工控机；且所述智能手机可连接近距离无线连接传输电路，所述智能手机和单片机之间通过近距离无线连接传输电路完成信息传输，且智能手机进行北斗短报文的编辑，并且控制北斗短报文的发送以及报警信息的发送；所述电脑或工控机可连接有线传输电路，所述控制电路的单片机的通过有线串口通信电路将信息传输至电脑或工控机进行处理。

7.根据权利要求2所述的新型位置监控终端，其特征在于：所述电源管理电路包括降压电路、5V充电器、充电电池，所述降压电路可外接12V直流电源，并且降压输出5V电压；所述降压电路输出端连接至充电电池输入端，所述5V充电器也连接充电电池输入端。

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