CN111256680A - 一种支持5g带有操作***的姿态检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，包括外壳、触控屏、按键和USB接口，所述外壳顶部的两侧分别与触控屏、按键的底部固定连接，并且USB接口位于外壳的右侧设置有两个，所述外壳的正面通过螺钉固定连接有盖板，本发明涉及姿态检测装置技术领域。该支持5G带有操作***的姿态检测装置，通过电源模块的输出端与姿态传感器的输入端连接，数据处理模块包括数据接收模块、数据对比模块、检测滤波模块和数据输出模块，通讯模块包括HTTP协议模块和MQTT协议模块，在传统的姿态检测装置基础上增加了5G连接模块，装置在进行数据传输的时候使用5G网络，对数据的传输速率大大提高，并且对于数据上报的稳定性较好。

Description

一种支持5G带有操作***的姿态检测装置
技术领域
本发明涉及姿态检测装置技术领域，具体为一种支持5G带有操作***的姿态检测装置。
背景技术
姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量***，它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据，利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据，LPMS系列和iAHRS-M0姿态传感器可广泛嵌入到航模无人机，机器人，机械云台，车辆船舶，地面及水下设备，虚拟现实，人体运动分析等需要自主测量三维姿态与方位的产品设备中。
传统的姿态检测装置仅支持4G网络进行使用，在进行数据传输的时候，速率较慢，并且对于数据上报的稳定性较差，另外传统姿态检测装置的电源装置使用时间较短，装置的功耗较高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，解决了传统的姿态检测装置仅支持4G网络进行使用，在进行数据传输的时候，速率较慢，并且对于数据上报的稳定性较差，另外传统姿态检测装置的电源装置使用时间较短，装置功耗较高的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，包括外壳、触控屏、按键和USB接口，所述外壳顶部的两侧分别与触控屏、按键的底部固定连接，并且USB接口位于外壳的右侧设置有两个，所述外壳的正面通过螺钉固定连接有盖板，所述外壳的内部固定连接有单片机、GSM模块、通讯模块、数据处理模块、姿态传感器、5G连接模块、存储模块和电源模块，并且单片机分别与GSM模块、通讯模块、数据处理模块、5G连接模块、存储模块、触控屏实现双向连接，所述姿态传感器的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述单片机的输入端与按键的输出端连接，所述电源模块的输出端分别与姿态传感器、通讯模块、触控屏的输入端连接，所述数据处理模块包括数据接收模块、数据对比模块、检测滤波模块和数据输出模块，所述GSM模块包括GSM射频模块和GSM天线，所述通讯模块包括HTTP协议模块和MQTT协议模块。
优选的，所述数据接收模块的输入端与姿态传感器的输出端连接，并且数据输出模块与单片机实现双向连接。
优选的，所述数据接收模块的输出端与数据对比模块的输入端连接，并且数据对比模块的输出端与检测滤波模块的输入端连接，所述检测滤波模块的输出端与数据输出模块的输入端连接。
优选的，所述GSM射频模块与单片机实现双向连接，并且GSM天线与GSM射频模块实现双向连接。
优选的，所述外壳的内部设置有电池组，并且电池组采用可更换的18650锂电池组。
优选的，所述按键位于外壳顶部的左侧设置有两个，并且两个按键分别为复位按键和多功能按键。
优选的，所述通讯模块中优先采用MQTT协议，所述电源模块的型号采用LD1117S33TR，并且电源模块采用3.3VLDO电源。
优选的，所述姿态传感器的型号采用MPU6050，所述GSM模块的型号采用M26，所述单片机采用低功耗芯片，并且自带定时器触发唤醒。
(三)有益效果
本发明提供了一种支持5G带有操作***的姿态检测装置。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该支持5G带有操作***的姿态检测装置，通过外壳的内部固定连接有单片机、GSM模块、通讯模块、数据处理模块、姿态传感器、5G连接模块、存储模块和电源模块，并且单片机分别与GSM模块、通讯模块、数据处理模块、5G连接模块、存储模块、触控屏实现双向连接，姿态传感器的输出端与数据处理模块的输入端连接，单片机的输入端与按键的输出端连接，电源模块的输出端分别与姿态传感器、通讯模块、触控屏的输入端连接，数据处理模块包括数据接收模块、数据对比模块、检测滤波模块和数据输出模块，GSM模块包括GSM射频模块和GSM天线，通讯模块包括HTTP协议模块和MQTT协议模块，在传统的姿态检测装置基础上增加了5G连接模块，装置在进行数据传输的时候使用5G网络，对数据的传输速率大大提高，并且对于数据上报的稳定性较好。
(2)、该支持5G带有操作***的姿态检测装置，通过外壳的内部固定连接有单片机、GSM模块、通讯模块、数据处理模块、姿态传感器、5G连接模块、存储模块和电源模块，并且单片机分别与GSM模块、通讯模块、数据处理模块、5G连接模块、存储模块、触控屏实现双向连接，姿态传感器的输出端与数据处理模块的输入端连接，单片机的输入端与按键的输出端连接，电源模块的输出端分别与姿态传感器、通讯模块、触控屏的输入端连接，数据处理模块包括数据接收模块、数据对比模块、检测滤波模块和数据输出模块，GSM模块包括GSM射频模块和GSM天线，通讯模块包括HTTP协议模块和MQTT协议模块，利用数据处理模块中的检测滤波模块对数据进行多次检测滤波，并通过数据对比模块对比之前的数据有效地减少打开通讯模块电源的时间，提高装置的使用时间。
(3)、该支持5G带有操作***的姿态检测装置，通过外壳的内部设置有电池组，并且电池组采用可更换的18650锂电池组，姿态传感器的型号采用MPU6050，GSM模块的型号采用M26，单片机采用低功耗芯片，并且自带定时器触发唤醒，利用低功耗的芯片，另外在姿态检测装置不进行检测作业的时候处于休眠状态，大大的延长了装置使用时间。
附图说明
图1为本发明姿态检测装置结构的立体图；
图2为本发明操作***的结构原理框图；
图3为本发明数据处理模块的结构原理框图；
图4为本发明GSM模块的结构原理框图；
图5为本发明通讯模块的结构原理框图。
图中，1-外壳、2-触控屏、3-按键、4-USB接口、5-盖板、6-单片机、7-GSM模块、71-GSM射频模块、72-GSM天线、8-通讯模块、81-HTTP协议模块、82-MQTT协议模块、9-数据处理模块、91-数据接收模块、92-数据对比模块、93-检测滤波模块、94-数据输出模块、10-姿态传感器、11-5G连接模块、12-存储模块、13-电源模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，包括外壳1、触控屏2、按键3和USB接口4，外壳1的内部设置有电池组，并且电池组采用可更换的18650锂电池组，外壳1顶部的两侧分别与触控屏2、按键3的底部固定连接，按键3位于外壳1顶部的左侧设置有两个，并且两个按键3分别为复位按键和多功能按键，并且USB接口4位于外壳1的右侧设置有两个，外壳1的正面通过螺钉固定连接有盖板5，外壳1的内部固定连接有单片机6、GSM模块7、通讯模块8、数据处理模块9、姿态传感器10、5G连接模块11、存储模块12和电源模块13，姿态传感器10是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量***，它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据，利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据，LPMS系列和iAHRS-M0姿态传感器可广泛嵌入到航模无人机，机器人，机械云台，车辆船舶，地面及水下设备，虚拟现实，人体运动分析等需要自主测量三维姿态与方位的产品设备中，并且单片机6分别与GSM模块7、通讯模块8、数据处理模块9、5G连接模块11、存储模块12、触控屏2实现双向连接，姿态传感器10的输出端与数据处理模块9的输入端连接，单片机6的输入端与按键3的输出端连接，电源模块13的输出端分别与姿态传感器10、通讯模块8、触控屏2的输入端连接，通讯模块8中优先采用MQTT协议，电源模块13的型号采用LD1117S33TR，并且电源模块13采用3.3VLDO电源，姿态传感器10的型号采用MPU6050，GSM模块7的型号采用M26，单片机6采用低功耗芯片，并且自带定时器触发唤醒，利用低功耗的芯片，另外在姿态检测装置不进行检测作业的时候处于休眠状态，大大的延长了装置使用时间，数据处理模块9包括数据接收模块91、数据对比模块92、检测滤波模块93和数据输出模块94，数据接收模块91的输入端与姿态传感器10的输出端连接，并且数据输出模块94与单片机6实现双向连接，数据接收模块91的输出端与数据对比模块92的输入端连接，并且数据对比模块92的输出端与检测滤波模块93的输入端连接，检测滤波模块93的输出端与数据输出模块94的输入端连接，GSM模块7包括GSM射频模块71和GSM天线72，GSM射频模块71与单片机6实现双向连接，并且GSM天线72与GSM射频模块71实现双向连接，通讯模块8包括HTTP协议模块81和MQTT协议模块82，在传统的姿态检测装置基础上增加了5G连接模块11，装置在进行数据传输的时候使用5G网络，对数据的传输速率大大提高，利用数据处理模块9中的检测滤波模块93对数据进行多次检测滤波，并通过数据对比模块92对比之前的数据有效地减少打开通讯模块8电源的时间，提高装置的使用时间并且对于数据上报的稳定性较好，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
使用时，预先通过控制***对姿态传感器10进行阈值设定，在姿态传感器10倾角偏移超过阈值后进行上报，数据处理模块9中的数据对比模块92将姿态传感器10检测到的数据与存储模块12中的数据信息进行比对，同时利用检测滤波模块93对数据进行反复检测滤波处理，在反复检测滤波后若数据超过阈值，则进行上报，通过单片机6作为操作控制处理器，将数据经过GSM射频模块71与GSM天线72的共同作用，同时5G连接模块11对数据进行网络传输，使数据可以稳定并且高效传输，在数据传输完成后，装置自动进入休眠状态，并且装置设置为定时检测上报，每10分钟，电源模块13对通讯模块8进行供电，姿态传感器10进行数据测量并上报，装置输出姿态解算后的四元数，通过5G数据网络上报至监控平台。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，包括外壳(1)、触控屏(2)、按键(3)和USB接口(4)，所述外壳(1)顶部的两侧分别与触控屏(2)、按键(3)的底部固定连接，并且USB接口(4)位于外壳(1)的右侧设置有两个，所述外壳(1)的正面通过螺钉固定连接有盖板(5)，其特征在于：所述外壳(1)的内部固定连接有单片机(6)、GSM模块(7)、通讯模块(8)、数据处理模块(9)、姿态传感器(10)、5G连接模块(11)、存储模块(12)和电源模块(13)，并且单片机(6)分别与GSM模块(7)、通讯模块(8)、数据处理模块(9)、5G连接模块(11)、存储模块(12)、触控屏(2)实现双向连接，所述姿态传感器(10)的输出端与数据处理模块(9)的输入端连接，所述单片机(6)的输入端与按键(3)的输出端连接，所述电源模块(13)的输出端分别与姿态传感器(10)、通讯模块(8)、触控屏(2)的输入端连接，所述数据处理模块(9)包括数据接收模块(91)、数据对比模块(92)、检测滤波模块(93)和数据输出模块(94)，所述GSM模块(7)包括GSM射频模块(71)和GSM天线(72)，所述通讯模块(8)包括HTTP协议模块(81)和MQTT协议模块(82)。
2.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述数据接收模块(91)的输入端与姿态传感器(10)的输出端连接，并且数据输出模块(94)与单片机(6)实现双向连接。
3.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述数据接收模块(91)的输出端与数据对比模块(92)的输入端连接，并且数据对比模块(92)的输出端与检测滤波模块(93)的输入端连接，所述检测滤波模块(93)的输出端与数据输出模块(94)的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述GSM射频模块(71)与单片机(6)实现双向连接，并且GSM天线(72)与GSM射频模块(71)实现双向连接。
5.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述外壳(1)的内部设置有电池组，并且电池组采用可更换的18650锂电池组。
6.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述按键(3)位于外壳(1)顶部的左侧设置有两个，并且两个按键(3)分别为复位按键和多功能按键。
7.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述通讯模块(8)中优先采用MQTT协议，所述电源模块(13)的型号采用LD1117S33TR，并且电源模块(13)采用3.3VLDO电源。
8.根据权利要求1所述的一种支持5G带有操作***的姿态检测装置，其特征在于：所述姿态传感器(10)的型号采用MPU6050，所述GSM模块(7)的型号采用M26，所述单片机(6)采用低功耗芯片，并且自带定时器触发唤醒。
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