CN2575686Y - 全球卫星定位的海图及鱼群探测仪 - Google Patents
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Abstract
一种全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，该仪器包括GPS技术中卫星信号接收、信号译码转换部分，显示器和海图数据存储器，以及测深仪的声纳换能器和换能器驱动接收电路；其特征在于：还包括了一个综合处理三种不同性质仪器信息内容的中央处理单元，内有一片MCU；还包括了一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板；还包括了一个综合向各个工作单元提供各种不同工作电压的电源单元；MCU控制的LCD显示器，综合显示三种不同性质仪器的信息内容。本实用新型将三种仪器的功能组合在一起，彩色显示，性能稳定，功能齐全，易于掌握，易于操作，特别适合东南亚地区沿海普通渔民使用。
Description
技术领域 本实用新型涉及卫星定位(GPS)、航海和海洋渔业仪器，特别是一种将全球卫星定位仪(GPS)、海图导航仪和声纳鱼群探测仪组合为一体的仪器，适合于普通小型渔船使用。
背景技术 现有技术已有单独的GPS定位仪，单独的GPS+海图黑白显示导航仪和单独的测深仪，测深仪可以作为鱼群探测应用。但这些仪器的技术水平已经落后，其性能已不能满足用户的要求。虽然可以将三种仪器摆放在一起使用，但使用操作仍然很不方便，普通渔民很难掌握使用这些设备。
发明内容 本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种将全球卫星定位仪(GPS)、海图导航仪和声纳鱼群探测仪组合为一体的仪器，该仪器易于掌握，操作方便。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现：设计，制造一种全球卫星定位的海图和鱼群探测仪，该仪器包括GPS技术中卫星信号接收、信号译码转换部分，显示器和海图数据存储器，以及测深仪的声纳换能器和换能器驱动接收电路；尤其是还包括了一个综合处理三种不同性质仪器信息内容的中央处理单元，内有一片MCU；还包括了一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板；还包括了一个综合向各个工作单元提供各种不同工作电压的电源单元；MCU控制的LCD显示器，综合显示三种不同性质仪器的信息内容。
本实用新型不是简单的将三种仪器拼装在一起，而是设置一中央处理单元，其中有一MCU(微处理器)，在本实用新型中采用的是KPS38C01，当然也可以采用功能相当的其他型号微处理器，该微处理器负责对所有单元进行智能化处理和控制。因此，在本实用新型中仅采用了单独GSP仪器中的卫星信号接收、信号译码转换部分，该部分负责接收1.5GHZ全球卫星定位信号，然后把1.5GHZ信号降低为35MHZ，解调译码后，把定位数据转换为国际标准NMEA数据，该数据中包含本船的位置、速度、方位、时间及可用的卫星号码等信息，MCU一个串行通讯口的RXD端连接卫星信号接收、信号译码转换部分的信号输出端，卫星信号数据由此输入MCU；又在中央处理单元中设置了海图数据存储器，在其中固化了海图仪的相关数据，这些数据由MCU根据需要调用；又仅采用了单独测深仪的声纳换能器和换能器驱动电路，声波的发射由中央处理单元的MCU控制，接收到的回波信号送回到MCU处理；本实用新型只设置一个显示器，将现有技术的三种仪器的显示信息全部在此显示器上显示，显示也由MCU进行控制管理；同时，一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板上的按键，是由MCU的8根口线构成的键盘矩阵；本实用新型只设置一个电源单元，将渔船提供的DC 12V或24V电源转换为稳定输出的DC 5V，12V，30V电源，供不同的芯片、不同的零部件、不同的用途使用。本实用新型的MCU中固化的控制软件考虑到使用者为普通渔民，因此在保证精确运算控制的同时，尽量简化仪器的操作。
同现有技术相比较，本实用新型比现有技术三种单独功能摆放在一起的仪器容易掌握的多，操作也方便的多，普通渔民便可以熟练使用。
附图说明
本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的附图如下：
图1是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的构成方框图；
图2是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的声纳驱动和接收原理方框图；
图3是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的海图部分原理方框图；
图4是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的操作面板电原理图；
图5是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的电源单元电原理图；
图6是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的中央处理单元的电原理图；
图7是本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的声纳驱动和接收部分的电原理图。
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式 如图1所示一种全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，该仪器包括GPS技术中卫星信号接收、信号译码转换部分，显示器和海图数据存储器，以及测深仪的声纳换能器和换能器驱动接收电路；尤其是还包括了一个综合处理三种不同性质仪器信息内容的中央处理单元，内有一片MCU；还包括了一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板；还包括了一个综合向各个工作单元提供各种不同工作电压的电源单元；MCU控制的LCD显示器，综合显示三种不同性质仪器的信息内容。
如图2所示，本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的声纳驱动和接收部分中脉冲波的发射是由MCU控制，接收到的返回信号也要送到MCU进行运算处理。
如图3所示，本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的海图工作原理如下：中央处理单元中设置海图数据存储器U47、U48、U55；中央处理单元的MCU一个串行通讯口的RXD端连接卫星信号接收、信号译码转换部分的信号输出端，这个RXD端是KPS38C01的第38脚，由卫星信号接收、信号译码转换电路将接收到的信号解调译码后，产生国际标准的NMEA0183数据，数据输入到MCU，并将数据读入内存，MCU根据这些数据计算出本船的东经北纬位置，计算出与目的地之间的距离，计算出当时的日期和时间，计算出本船的航速及移动方向并将本船的位置在海图上标示出来。
MCU计算出相关位置海图数据存放于存储器U47、U48、U55内的地址之后，从该地址读出这些数据，经由数据总线D0-D7传输并暂存在存储芯片U51内，再由显示驱动芯片U52驱动液晶显示器显示出来。
如图4所示，本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的中央处理单元的操作面板上有若干指示灯，在此电原理图上给出了3只LP1-LP3，此用途的灯的数量可以增减，一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板上的按键，是由MCU的8根口线构成的键盘矩阵，这8根口线是KPS38C01的P0.0至P0.7，操作指令都由此键入；还有一个电源开关按键POWER，用来开启和关闭仪器。
如图5所示，本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的电源单元统一向所有的工作单元供电，由于使用渔船提供的DC 12V或24V电压，需要将其转换为稳定的DC 5V，12V和30V电压输出，因此，电源单元采用开关电源原理设计，船上电源+极直接接到变压器T1的7脚和PKEY1，当按一下POWER键时，PKEY1和PKEY2导通，从而有一脉冲到Q2的B脚，这样使Q1的B脚瞬间变成低电位，而Q1的C脚有电流输出，在D1的作用下保持有9V电压加给U6和U1，U1的C脚输出脉冲推动Q3和Q6，在变压器T1的初级产生电磁感应，在次级有交变电压产生，经整流滤波，输出DC 5V，12V，30V电压供整台仪器使用。为使输出电压稳定，用U2监控12V电压来控制U1的9、10脚从而使输出稳定。PKO和PKI接MCU的第56脚和第54脚，U6的3脚脉冲输出经由U4、PKI送到MCU，MCU根据脉冲宽度计算出供电电压值。关机时，长按POWER键，MCU在3秒内没有检测到PKI脉冲信号就会使PKO输出高电平，使Q2的B脚变成低电平，使Q1的C脚无电流输出，整机停止工作。
如图6所示，本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的中央控制单元海图部分的数据存储于U47、U48和U55三片只读存储器中，本实用新型采用的是27C801，每片的容量为8M位，三片合在一起就是3M字节，存储整个东南亚地区海图数据已经足够。当然也可以采用其他型号、不同容量的存储器。图中MCU访问只读存储器U47、U48和U55的方式是常见的寻址访问形式。
本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的显示部分是现有成熟的技术，MCU将所要显示的数据先暂存于随机存储器U51中，MCU再驱动集成电路U52就可以驱动LCD液晶显示屏。
如图7所示，本实用新型全球卫星定位的海图及鱼群探测仪的声纳驱动和接收电路，MCU的I/O口线TXP1、TXP2接声纳换能器和换能器驱动接收电路的发射受控端Q3、Q4的基极和Q5、Q6的基极；MCU的一个I/O口线SIG和S.GND接D12的负极和变压器T5的另一端，接收返回信号。
本实用新型所使用的主要元、器件如下表。
| 符号 | 名称 | 型号规格 |
| U45 | 微处理器(MCU) | KPS38C01 |
| U47、U48、U55 | EPROM | M27C801 |
| U51 | 随机存储器 | UT611024 |
| U52 | 显示驱动器 | KPS38X03 |
| U41 | 时钟及串行存储器 | X25C02 |
| U44 | 运放 | LM324 |
| U54 | 数字电路 | 74HC04 |
| Q5 | 三极管 | 2SK373 |
| Q6 | 三极管 | 2SK850 |
| D1 | 稳压管 | 6.2V(1W) |
| D2、D8、D10 | 二极管 | 1N4148 |
| D3、D9 | 二极管 | 5DL2CZ47 |
| D5、D7 | 二极管 | SF24 |
| Q4 | 三极管 | RN1202 |
| Q3 | 三极管 | RN2202 |
| Q2 | 三极管 | 2SC1815 |
| Q59、Q60 | 三极管 | RN1204 |
| Q56 | 三极管 | 2SB1017 |
| Q57 | 三极管 | 2SA950 |
| R3、R4、R6、R20 | 电阻 | 直插 |
| R128 | 电阻 | 金属膜 |
| C5、C6、C7、C24 | 电容 | CBB电容 |
| C16 | 电容 | 云母 |
实践证明，按照本实用新型技术方案设计制造的三合一的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪将三种仪器的功能组合在一起，彩色显示，性能稳定，易于掌握，易于操作，特别适合东南亚沿海普通渔民使用。
Claims (8)
1、一种全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，该仪器包括GPS技术中卫星信号接收、信号译码转换部分，显示器和海图数据存储器，以及测深仪的声纳换能器和换能器驱动接收电路；其特征在于：还包括了一个综合处理三种不同性质仪器信息内容的中央处理单元，内有一片MCU；还包括了一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板；还包括了一个综合向各个工作单元提供各种不同工作电压的电源单元；MCU控制的LCD显示器，综合显示三种不同性质仪器的信息内容。
2、根据权利要求1所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：所述的MCU的I/O口线TXP1、TXP2接声纳换能器和换能器驱动接收电路的发射受控端Q3、Q4的基极和Q5、Q6的基极；MCU的一个I/O口线SIG和S.GND接D12的负极和变压器T5的另一端，接收返回信号。
3、根据权利要求1所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：在所述的中央处理单元中设置海图数据存储器。
4、根据权利要求1所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：所述的一个可以键入三种不同性质仪器的操作命令的操作面板上的按键，是由MCU的8根口线构成的键盘矩阵。
5、根据权利要求1所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：所述的中央处理单元的MCU的一个串行通讯口的RXD端连接卫星信号接收、信号译码转换部分的信号输出端。
6、根据权利要求1所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：所述的电源单元将船上电源+极直接接到变压器T1的7脚和PKEY1，PKEY1和PKEY2接POWER按键，PKO和PKI接MCU的第56脚和第54脚。
7、根据权利要求4所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：所述的MCU的8根口线构成的键盘矩阵，这8根口线是KPS38C01的P0.0至P0.7。
8、根据权利要求5所述的全球卫星定位的海图及鱼群探测仪，其特征在于：所述的MCU的一个串行通讯口的RXD端是KPS38C01的第38脚。
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|---|---|---|---|---|
| CN102932630A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-02-13 | 王丽明 | 用于远洋渔船的远程音视频监控和gps定位装置 |
| CN102937803A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-02-20 | 王丽明 | 远洋渔讯综合控制装置 |
| CN104285849A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-01-21 | 中国农业大学 | 一种网箱养殖生物量监测声学***与方法 |
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- 2002-11-01 CN CN02249137U patent/CN2575686Y/zh not_active Expired - Fee Related
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