CN222850747U - 一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，所述系统包括S5pv210微处理器，音频模块采用WM8960 CODEC芯片，WM8960 CODEC芯片与S5pv210微处理器通过数字音频IIS接口连接；北斗定位模块采用BD/GPS模块，采用BD/GPS模块与S5pv210微处理器通过串行端口连接；GPRS模块采用SIM900A芯片，SIM900A芯片与S5pv210微处理器连接；解决了在复杂环境中会影响北斗信号的接收和定位准确性，从而导致定位精度下降，便携式终端其续航能力可能有限，不能满足长时间使用或紧急情况下的持续运行需求等技术问题。

Description

一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统

技术领域

本实用新型属于北斗定位技术领域；尤其涉及一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统。

背景技术

施工人员在智慧工地、海外工程等多种场景需要进行人员定位和应用搜集，但是目前便携式北斗人员定位终端系统由于便携式终端的限制，其天线和定位技术可能无法达到高精度要求，尤其是在复杂环境中会影响北斗信号的接收和定位准确性，从而导致定位精度下降，并且由于便携式终端通常需要携带移动电源或电池供电，其续航能力可能有限，不能满足长时间使用或紧急情况下的持续运行需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，以解决在复杂环境中会影响北斗信号的接收和定位准确性，从而导致定位精度下降，便携式终端其续航能力可能有限，不能满足长时间使用或紧急情况下的持续运行需求等技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，所述系统包括S5pv210微处理器，音频模块采用WM8960 CODEC芯片，WM8960 CODEC芯片与S5pv210微处理器通过数字音频IIS接口连接；北斗定位模块采用BD/GPS模块，采用BD/GPS模块与S5pv210微处理器通过串行端口连接；GPRS模块采用SIM900A芯片，SIM900A芯片与S5pv210微处理器连接。

WM8960 CODEC芯片与S5pv210微处理器还通过I2C接口连接。

BD/GPS模块采用UM220-III N芯片；UM220-III N芯片与S5pv210微处理器之间串联有一个510欧姆的电阻。

UM220-III N芯片的天线引脚通过50欧姆的阻抗匹配连接到天线基座；UM220-IIIN芯片与时钟电源连接：UM220-III N芯片的时钟电源使用按钮电池直接供电。

所述系统还包括SD卡模块，SD卡模块采用6针SIM卡槽，采用SMF05C作为静电保护装置；IO口线级联22R电阻，用于匹配模块与SIM卡之间的阻抗。

SIM900A芯片采用MIC29302WT线性稳压器供电。

所述系统还包括电源供电模块，所述供电模块采用ACT8897芯片作为电源管理芯片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的便携式北斗人员定位终端系统，采用BD/GPS模块，使得定位精度满足工作人员导航的要求，满足了工作人员的定位精度。采用GPRS模块进行同学，对大量数据通信的稳定性很好，可以实现控制中心与导航终端的数据实时交换，从而克服了传统导航系统无法实现与控制中心实时数据通信的不足；电源模块部分具有低功耗特性，使得终端系统的续航功能大大提高。

解决了在复杂环境中会影响北斗信号的接收和定位准确性，从而导致定位精度下降，便携式终端其续航能力可能有限，不能满足长时间使用或紧急情况下的持续运行需求等技术问题。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型S5pv210处理器与CODEC芯片的连接示意图；

图3为本实用新型BD/GPS组成示意图；

图4为本实用新型MIC29302WT线性稳压器原理图；

图5为本实用新型SD卡模块示意图。

具体实施方式

一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，包括：

供电模块：

电压值为内核1.1 V、1.2 V、内存1.8 V、外设2.6 V、3.0 V、3.3 V、USB 5v。不仅要考虑正常工作时的各种电压值、电流值，还要考虑待机时的最低电流和电源关断时的低功耗，甚至还要考虑电源的开断和电源待机的电源时序，当然也要最大限度地简化电源，降低成本。所以当完成了处理器接口和外部设备的设计后，对电源进行优化，选择最佳的供电方案。电源部分的设计采用高效率、低功耗、高可靠性的ACT8897芯片作为主要电源管理芯片。

音频模块：

音频模块采用WM8960 CODEC芯片，WM8960 CODEC芯片与S5pv210微处理器连接。

S5pv210微处理器通过集成的数字音频IIS接口扩展带有接口的CODEC芯片，实现数字音频数据的传输。S5pv210微处理器还可以通过I2C接口对CODEC芯片的功能进行配置和监控。S5pv210微处理器与CODEC芯片的连接结构图如图2所示，S5pv210微处理器通过集成的数字音频IIS接口扩展CODEC芯片，实现数字音频数据的传输。同时，S5pv210微处理器还通过I2C接口配置和监控CODEC芯片的功能。在设计中，使用了WM8960作为低功耗、高质量的立体声编解码器（CODEC）。WM8960支持通过直接输入或内置PLL支持最常见的时钟。S5pv210微处理器与WM8960 CODEC芯片的连接结构如下：

· Xi2sSCLK0是串行时钟信号。

· Xi2sSDI0是串行数据输入信号。

· Xi2sSDO0是串行数据输出信号。

· Xi2sLRCLK0是音频通道选择信号。

· Xi2sCDCLK是编解码器系统时钟信号，这些信号通过IIS总线接口传输。

Xi2cSDA0 和 Xi2cSCL0 分别是I2C接口的数据和时钟信号，用于处理器与CODEC芯片之间的通信。该设计允许S5pv210处理器有效地与CODEC芯片进行音频数据的交互和控制。

北斗定位模块：

定位系统定位是北斗人员定位终端的重要组成部分。本实用新型基于中国北斗定位系统卫星定位系统，采用BD/GPS模块作为北斗定位模块，BD/GPS模块采用第三代北斗UM220-III N双系统芯片，同时支持BD2 B1和GPS L1两个频点；BD/GPS模块与S5pv210微处理器连接。

UM220-III N电源电路需要单独设计模块供电。UM220-III N直流电压范围为2.7~ 3.3 V，功耗为120mw。使用LM317作为电源模块的稳压芯片。电源输出电压3.3 V。

UM220-III N芯片通过串行端口与S5pv210微处理器进行通信。需要一个串口模块来实现这种通信。在UM220-III N和S5pv210微处理器之间的连接需要一个510欧姆的电阻串联，以限制电流。这样可以确保模块只能通过串行端口进行升级，因此必须确保串行端口能够与PC互联。UM220-III N芯片需要与外部天线基座相连，以接收卫星信号进行定位。天线引脚RFIN通过50欧姆的阻抗匹配连接到外部天线基座，以确保信号的有效传输。UM220-III N芯片与时钟电源模块连接：UM220-III N芯片的时钟电源模块使用按钮电池直接供电。这个模块为芯片提供必要的时钟信号，以保证其正常工作。

SD卡模块：

设计采用6针SIM卡槽，无SIM卡检测功能。电路采用SMF05C作为静电保护装置。IO口线级联22R电阻，用于匹配模块与SIM卡之间的阻抗。数据信号的sim_data引脚已在模块内拉起。注意设备的SIM卡外围电路应靠近SIM卡槽。6针SIM卡座电路接线图如图5所示。

GPRS模块：

北斗人员定位终端与中心服务器的数据传输是通过无线通信进行的，因此终端必须有GPRS模块进行无线通信。本实用新型选用SIMCom公司生产的SIM900A芯片作为GPRS模块。芯片供电电压为3.4 V ~ 4.5 V。节能模式SLEEP的电流消耗为1.0 mA。SIM900A具有强大的功能，但本实用新型仅使用GPRS功能。

SIM900A采用VBAT供电。在某些情况下，突发信号会导致电压下降，电流损失峰值会达到2A。因此，电源必须能够提供足够的电流到2A。

MIC29302WT线性稳压器实现4V输出电压和3A输出电流。原理图如图4所示，输入电源：电源电路接收来自电源系统的输入电压，这通常是高于4V的电压。MIC29302WT线性稳压器：这是电源电路的核心组件，用于将输入电压降至所需的4V输出电压。MIC29302WT是一种线性稳压器，它通过内部调整来维持稳定的输出电压，即使输入电压或负载电流发生变化。输出电流能力：MIC29302WT被设计为能够提供高达3A的输出电流。这对于确保SIM900A模块在高负载情况下也能稳定工作是必要的。电容器：电源电路中包括输入和输出电容器，以过滤噪声和提供平滑的电源供应。电阻：电路中包括电阻，用于设置稳压器的工作参数，如输出电压或电流限制。连接到SIM900A：稳压器的输出将连接到SIM900A模块，以提供稳定的4V电源。

SIM900A主芯片电路设计主要包括开关模块设计、RTC电源设计和网络状态指示灯设计。交换模块使用PWRKEY引脚，通过将PWRKEY信号拉低一段时间后释放，来引导SIM900A模块。模块内部的引脚已被拉到3V。RTC模块可以使用大型或电池供电。模块内部有一个限流电阻，因此可以只使用一个纽扣电池或大电容直接连接VRTC引脚，为RTC提供电源。本设计采用纽扣电池直接为RTC模块供电。NETLIGHT信号用于驱动网络状态指令的LED灯。

SIM900A的供电电压为4V，因此S5pv210微处理器与SIM900A的串行连接中需要有1k的电阻，SIM900A主芯片包括开关模块、RTC（实时时钟）电源模块和网络状态指示灯。

开关模块：SIM900A模块使用PWRKEY引脚来控制开关机。通过将PWRKEY信号拉低一段时间然后释放，可以启动SIM900A模块。模块内部已经将此引脚上拉至3V。

RTC电源模块：RTC模块使用大电池或钮扣电池供电。模块内部有电流限制电阻，因此可以直接使用单个钮扣电池或大电容直接连接VRTC引脚来提供电源。在本实用新型中采用钮扣电池直接为RTC模块供电。

网络状态指示灯：使用NETLIGHT信号来驱动网络状态指示的LED灯。模块的工作状态通过LED灯的不同闪烁模式来表示，具体如下：

SIM900A未工作：LED灯熄灭。

SIM900A未找到网络：64ms亮/800ms熄灭。

SIM900A已注册到网络：64ms亮/3000ms熄灭。

GPRS开始通信：64ms亮/3000ms熄灭。

Claims (7)

1.一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：所述系统包括S5pv210微处理器，音频模块采用WM8960 CODEC芯片，WM8960 CODEC芯片与S5pv210微处理器通过数字音频IIS接口连接；北斗定位模块采用BD/GPS模块，采用BD/GPS模块与S5pv210微处理器通过串行端口连接；GPRS模块采用SIM900A芯片，SIM900A芯片与S5pv210微处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：WM8960 CODEC芯片与S5pv210微处理器还通过I2C接口连接。

3.根据权利要求1所述的一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：BD/GPS模块采用UM220-III N芯片；UM220-III N芯片与S5pv210微处理器之间串联有一个510欧姆的电阻。

4.根据权利要求3所述的一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：UM220-III N芯片的天线引脚通过50欧姆的阻抗匹配连接到天线基座；UM220-III N芯片与时钟电源连接：UM220-III N芯片的时钟电源使用按钮电池直接供电。

5.根据权利要求1所述的一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：所述系统还包括SD卡模块，SD卡模块采用6针SIM卡槽，采用SMF05C作为静电保护装置；IO口线级联22R电阻，用于匹配模块与SIM卡之间的阻抗。

6.根据权利要求1所述的一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：SIM900A芯片采用MIC29302WT线性稳压器供电。

7.根据权利要求1所述的一种面向工程施工环境的便携式北斗人员定位终端系统，其特征在于：所述系统还包括电源供电模块，所述供电模块采用ACT8897芯片作为电源管理芯片。