Gps串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，所述GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器包括：GPS天線、與所述GPS天線連接的GPS模塊、與所述GPS模塊連接的GPS數(shù)據(jù)處理模塊及與所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊連接的多串口擴展模塊，其中，所述GPS天線用以接收GPS射頻信號；所述GPS模塊對接收到的GPS射頻信號進行解碼，并輸出解碼信息；所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊對解碼信息按需進行編排和封裝，并將編排好的信息輸出到多串口擴展模塊；并且所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊能夠通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互。通過本發(fā)明提供的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，各終端設備能夠共用GPS系統(tǒng)，節(jié)省了GPS系統(tǒng)的開支，提高了經(jīng)濟效益。
【專利說明】GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)【技術(shù)領域】，特別涉及一種GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀90年代，GPS系統(tǒng)(Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))向全世界免費開放以來，已廣泛應用于導航、交通、大地測量、精確授時等與位置、速度、時間相關(guān)的領域中?？梢哉f，GPS系統(tǒng)是目前最先進、應用最廣泛的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，具有非常好的市場前景。
[0003]GPS星群由24顆或更多人造衛(wèi)星組成，它們分別位于6個軌道平面內(nèi)，高度大約是12550英里。這些人造衛(wèi)星通過星載的原子鐘進行同步，不斷地以L波段上的兩個頻率來傳送測距信號、它們當前的時間以及軌道動態(tài)，這兩個頻率分別被稱為LI (1575.42MHz)和L2 (1227.6MHz)。民用GPS通常只使用LI波段，而勘測與軍事用途則需要同時使用LI和L2波段。
[0004]通過GPS位置解算可以得到當前的緯度、經(jīng)度和高度，誤差在5m以內(nèi)(僅使用LI波段)，而定時則精確到IOns以內(nèi)。GPS接收器以標準格式輸出人造衛(wèi)星的信息和時間/位置解，其中NMEA0183規(guī)范是最常見的格式定義。這些規(guī)范所定義的語句包括了可見人造衛(wèi)星、人造衛(wèi)星信號強度、GPS或UTC時間解和位置解。制造商也可以自定義語句，以便用定制的格式來輸出數(shù)據(jù)或者提供對自家GPS接收器特殊功能的訪問。
[0005]目前，GPS系統(tǒng)在眾多終端設備上得到應用，而且常常出現(xiàn)在同一應用場點環(huán)境下，多個終端設備由于數(shù)據(jù)接口的不一致，而分別使用各自攜帶的GPS系統(tǒng)。各個終端設備之間無法共用GPS系統(tǒng)，造成資源的極大浪費。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，各個終端設備之間無法共用GPS系統(tǒng)，造成資源極大浪費的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，所述GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器包括:GPS天線、與所述GPS天線連接的GPS模塊、與所述GPS模塊連接的GPS數(shù)據(jù)處理模塊及與所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊連接的多串口擴展模塊，其中，
[0008]所述GPS天線用以接收GPS射頻信號；
[0009]所述GPS模塊對接收到的GPS射頻信號進行解碼，并輸出解碼信息；
[0010]所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊對解碼信息按需進行編排和封裝，并將編排好的信息輸出到多串口擴展模塊；并且所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊能夠通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互。
[0011]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS模塊對接收到的GPS射頻信號進行解碼后得到緯度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時間、航向和/或衛(wèi)星狀況信息。
[0012]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS模塊輸出的解碼信息的格式為GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和/或VTG。
[0013]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS模塊能夠根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊的請求發(fā)送定制數(shù)據(jù)格式的解碼信息。
[0014]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS模塊能夠根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊的請求按特定時間間隔發(fā)送解碼信息。
[0015]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊對解碼信息按需進行編排和封裝包括:按需設定信息格式、內(nèi)容和/或串口波特率、以太網(wǎng)接口的IP封裝。
[0016]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互包括:
[0017]外部終端設備向GPS數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送GPS數(shù)據(jù)請求消息；
[0018]GPS數(shù)據(jù)處理模塊對請求消息進行識別，若支持，則發(fā)送GPS數(shù)據(jù)；若不支持，則拒絕請求。
[0019]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，在采用UDP封裝時，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊在每發(fā)送一個GPS數(shù)據(jù)后，進行計數(shù)，當收到外部終端設備的確認消息后重置計數(shù)；若達到一定的計數(shù)值時，仍未收到外部終端設備的確認消息，則停止發(fā)送GPS數(shù)據(jù)。
[0020]可選的，在所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器中，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊與外部終端設備的實時數(shù)據(jù)交互采用UDP協(xié)議或TCP協(xié)議。
[0021]通過本發(fā)明提供的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，各終端設備能夠共用GPS系統(tǒng)，節(jié)省了 GPS系統(tǒng)的開支，提高了經(jīng)濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器的業(yè)務流程處理圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0025]請參考圖1，其為本發(fā)明實施例的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器I包括:GPS天線10、與所述GPS天線10連接的GPS模塊11、與所述GPS模塊11連接的GPS數(shù)據(jù)處理模塊12及與所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12連接的多串口擴展模塊13，其中，[0026]所述GPS天線10用以接收GPS射頻信號；
[0027]所述GPS模塊11對接收到的GPS射頻信號進行解碼，并輸出解碼信息；
[0028]所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12對解碼信息按需進行編排和封裝，并將編排好的信息輸出到多串口擴展模塊13 ;并且所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12能夠通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互。
[0029]在本實施例中，所述GPS模塊11通過TTL串口與所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12連接；所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12通過數(shù)據(jù)和控制總線接口與所述多串口擴展模塊13連接。
[0030]在本實施例中，所述GPS模塊11可以由RF射頻芯片、基帶芯片和核心解碼CPU組成，以完成對于GPS射頻信號的解碼。具體的，所述GPS模塊11根據(jù)接收到的多個衛(wèi)星傳輸?shù)膮?shù)進行計算，得到關(guān)于緯度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時間、航向和/或衛(wèi)星狀況等解碼信息。然后將解碼信息串行輸出到GPS數(shù)據(jù)處理模塊12，其輸出數(shù)據(jù)為ASCII編碼，內(nèi)容包含了緯度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時間、航向和/或衛(wèi)星狀況等解碼信息。輸出數(shù)據(jù)格式采用NMEA-0183通信標準，常用語句為6種，包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC及VTG。
[0031]進一步的，在本實施例中，所述GPS模塊11能夠根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12的請求發(fā)送定制數(shù)據(jù)格式的解碼信息；所述GPS模塊11還能夠根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12的請求按特定時間間隔發(fā)送解碼信息。例如，所述GPS模塊11根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12的請求每隔若干毫秒發(fā)送某一特定NMEA語句。由此，可提高對于GPS系統(tǒng)的利用效率。
[0032]在本實施例中，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12可采用帶有IP協(xié)議棧的單片機，可以根據(jù)不同的應用需要，編程控制來自GPS模塊11的串行數(shù)據(jù)格式以及發(fā)送時間間隔，并實時對數(shù)據(jù)進行再加工處理，即可以按需設定信息格式、內(nèi)容和/或串口波特率、以太網(wǎng)接口的IP封裝。在根據(jù)預先定義的串口配置參數(shù)(可以符合NMEA-0183通信規(guī)范，也可以自定義數(shù)據(jù)格式)，重新設定來自GPS模.塊11的解碼信息的信息格式、內(nèi)容和/或波特率后，通過數(shù)據(jù)和控制總線接口發(fā)送到多串口擴展模塊13，接著，外部終端設備可通過與多串口擴展模塊13上的串行接口 01、串行接口 02……或者串行接口 N連接，以獲取GPS數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對于GPS系統(tǒng)的共用，提高了資源利用率。
[0033]在本實施例中，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12還可通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互，其中，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊12與外部終端設備的實時數(shù)據(jù)交互可采用m)P協(xié)議或TCP協(xié)議。具體流程可以為:
[0034]當終端設備(相當于客戶端)需要獲取GPS數(shù)據(jù)時，向GPS數(shù)據(jù)處理模塊12 (相當于服務器端)發(fā)送UDP (或是TCP)請求消息(可以指定端口號為Pl，Pl為未被使用的端口號)，其中數(shù)據(jù)字段指明GPS數(shù)據(jù)格式類型和發(fā)送時間間隔等參數(shù)；
[0035]GPS數(shù)據(jù)處理模塊12對請求消息中的GPS數(shù)據(jù)格式類型和發(fā)送時間間隔進行識別，判斷是否支持，如果支持，則發(fā)送響應并進一步指定終端設備應至少每收到N個GPS數(shù)據(jù)后予以確認，同時在內(nèi)部建立數(shù)據(jù)庫，維護與終端設備的連接狀態(tài)等；如果不能識別或無法支持,則拒絕請求,終端設備可以再次發(fā)送請求進行協(xié)商；
[0036]GPS數(shù)據(jù)處理模塊12在發(fā)送響應消息后(表示接受請求并包含要求客戶端在收到N個GPS數(shù)據(jù)后必須確認的參數(shù))，根據(jù)請求消息指示的GPS數(shù)據(jù)格式，開始組裝GPS數(shù)據(jù)，采用UDP協(xié)議(或是TCP協(xié)議)來封裝數(shù)據(jù)，并以指定的時間間隔向目的終端設備進行發(fā)送。
[0037]在此，若采用UDP協(xié)議，優(yōu)選的，終端設備每收到N個GPS數(shù)據(jù)就予以確認；若采用TCP協(xié)議，終端設備可以不發(fā)送確認消息(TCP協(xié)議本身已有連接確認機制)。進一步的，GPS數(shù)據(jù)處理模塊12在每發(fā)送I個GPS數(shù)據(jù)后，就可通過內(nèi)部超時計數(shù)器進行計數(shù)，當收到終端設備的確認消息后就予以重置；若在超時計數(shù)器的計數(shù)達到一定的計數(shù)值(例如4N個，N為自然數(shù))時，仍未收到確認消息，則認為終端設備連接出現(xiàn)問題，停止發(fā)送GPS數(shù)據(jù)，清除連接狀態(tài)，等待終端設備重新請求。由此，可保證GPS數(shù)據(jù)發(fā)送的可靠性。
[0038]在本實施例中，多串口擴展模塊13是一種可分配多個串行接口供不同外部終端設備應用連接的芯片，每個外部終端設備可以通過它與GPS數(shù)據(jù)處理模塊12進行通信，并由GPS數(shù)據(jù)處理模塊12單獨控制每個串行接口的波特率、數(shù)據(jù)格式等參數(shù)。多串口擴展模塊13靈活的增加了與串行接口連接的終端設備數(shù)量，使得多個需要應用GPS系統(tǒng)的終端設備可以共享一套GPS系統(tǒng)。
[0039]在本實施例中，進一步的，還提供了 GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器的業(yè)務流程。具體的，請參考圖2，其為本發(fā)明實施例的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器的業(yè)務流程處理圖。如圖2所示，GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器I開始運行后，首先通過GPS天線10獲取GPS射頻信號；接著，將GPS射頻信號提供給GPS模塊11進行解碼，得到內(nèi)容為經(jīng)度、緯度、高度、時間等的解碼信息；然后，將解碼信息提供給GPS數(shù)據(jù)處理模塊12，針對得到的解碼信息，GPS數(shù)據(jù)處理模塊12可進一步向GPS模塊11提出格式、時間間隔等要求，也可按照既定的輸出格式提供給多串口擴展模塊13，還可對GPS數(shù)據(jù)進行加工重組，得到終端設備需要的數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)提供給多串口擴展模塊13或者通過以太網(wǎng)提供給終端設備，其中，GPS數(shù)據(jù)處理模塊12與終端設備通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交互的方式前已述及，在此不再贅述。
[0040]綜上可見，通過本實施例提供的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，各終端設備能夠共用GPS系統(tǒng)，節(jié)省了 GPS系統(tǒng)的開支，提高了經(jīng)濟效益。
[0041]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，包括:GPS天線、與所述GPS天線連接的GPS模塊、與所述GPS模塊連接的GPS數(shù)據(jù)處理模塊及與所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊連接的多串口擴展模塊，其中，所述GPS天線用以接收GPS射頻信號；所述GPS模塊對接收到的GPS射頻信號進行解碼，并輸出解碼信息；所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊對解碼信息按需進行編排和封裝，并將編排好的信息輸出到多串口擴展模塊；并且所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊能夠通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互。
2.如權(quán)利要求1所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS模塊對接收到的GPS射頻信號進行解碼后得到緯度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時間、航向和/或衛(wèi)星狀況信息。
3.如權(quán)利要求2所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS模塊輸出的解碼信息的格式為GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和/或VTG。
4.如權(quán)利要求2所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS模塊能夠根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊的請求發(fā)送定制數(shù)據(jù)格式的解碼信息。
5.如權(quán)利要求2所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS模塊能夠根據(jù)所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊的請求按特定時間間隔發(fā)送解碼信息。
6.如權(quán)利要求1所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊對解碼信息按需進行編排和封裝包括:按需設定信息格式、內(nèi)容和/或串口波特率、以太網(wǎng)接口的IP封裝。
7.如權(quán)利要求6所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊通過以太網(wǎng)接口與外部終端設備進行實時數(shù)據(jù)交互包括:外部終端設備向GPS數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送GPS數(shù)據(jù)請求消息；GPS數(shù)據(jù)處理模塊對請求消息進行識別，若支持，則發(fā)送GPS數(shù)據(jù)；若不支持，則拒絕請求。
8.如權(quán)利要求7所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，在采用UDP封裝時，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊在每發(fā)送一個GPS數(shù)據(jù)后，進行計數(shù)，當收到外部終端設備的確認消息后重置計數(shù)；若達到一定的計數(shù)值時，仍未收到外部終端設備的確認消息，則停止發(fā)送GPS數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求7所述的GPS串行接口及以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)分路器，其特征在于，所述GPS數(shù)據(jù)處理模塊與外部終端設備的實時數(shù)據(jù)交互采用UDP協(xié)議或TCP協(xié)議。
【文檔編號】G01S19/37GK103439722SQ201310363046
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】陳琦, 馬君, 徐馳, 唐天超, 葛欣竹, 葉旭昇 申請人:電信科學技術(shù)第一研究所, 上海飛利通信科技實業(yè)總公司