CN2911609Y - 嵌入式gps自主导航装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对现有的离散式GPS导航装置存在的安装空间较大，一体式GPS导航装置灵活性又差的问题，公开了一种结合了二者物点的、体积小、升级更新方便的嵌入式GPS自主导航装置，其特征是它主要由导航计算机模块(1)和综合控制模块(2)构成，其中导航计算机模块(1)为嵌入式计算机，综合控制模块(2)主要由电源单元(201)、主控CPU(202)、触摸屏控制电路(203)、显示转换电路(204)、电平转换电路(205)、GPS模块(206)、陀螺信号处理单元(207)、车况传感器信号处理单元(208)及无线模块(209)组成，它既具备了离散结构更新、升级灵活方便的特点，又具有一体式结构的体积小，适于车载的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车配件，尤其是一种汽车导航设备，具体地说是一种嵌入式GPS自主导航装置。
背景技术
随着汽车工业和城市道路建设在中国的高速发展，人们的出行活动空间得到了极大的扩充，伴随着GIS技术在中国的飞速发展，基于车载的自主导航技术也越来越受到人们的关注。目前，国内大部分的车载GPS导航设备是基于无线技术的查询式导航方式，用户使用时必须向服务器发出请求后，才能得到具体的位置信息，该种设备在车载防盗和车辆调度领域得到了广泛的应用，但是基于电子地图的自主导航***集成了汽车电子和惯性导航技术，由于自主导航***应用的车载环境比较复杂，不同的车型、不同的位置，温度、振动、电磁干扰等变化差异很大，现有的自主导航***主要采用两种方案模式。一种是离散式模式，其各个导航要素模块在物理结构上是分开的，相互之间通过电缆进行电气连接，是简单的***集成。另一种是一体化模式，它采用一体化方案，各个导航要素模块集成在一块电路板上，形成了紧密的连接方式。这两种模式都有各自的缺点。其中离散式模式的各个模块在连接上比较分散，需要较大的安装空间，不利于设备的小型化；一体化模式由于各个模块的高度集成，可以使得设备体积相对较小，其成本也相对较高，而随着现代电子工业的飞速发展，***的不断升级以及持续的改进是必然的，一体化方案在这方面又显得不够灵活。因此急需一种在保证结构小型化的同时，又让***可以方便灵活地升级改进的自主导航装置供广大车主使用。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的离散式GPS导航装置存在的安装空间较大，一体式GPS导航装置灵活性又差的问题，设计一种结合了二者优点的、体积小、升级更新方便的嵌入式GPS自主导航装置。
本实用新型的技术方案是：
一种嵌入式GRS自主导航装置，其特征是它主要由导航计算机模块1和综合控制模块2构成，其中导航计算机模块1为嵌入式计算机，综合控制模块2主要由电源单元201、主控CPU202、触摸屏控制电路203、显示转换电路204、电平转换电路205、GPS模块206、陀螺信号处理单元207、车况传感器信号处理单元208及无线模块209组成，电源单元201为综合控制模块2中的各电路、单元以及导航计算机模块1提供电源；显示转换电路204与导航计算机模块1的VGA接口相连，其输出与AV信号显示器相连；GPS模块206的输出与导航计算机模块1的相连，陀螺信号处理单元207及车况传感器信号处理单元208的输出均与主控CPU202对应的输出端相连；触摸屏控制电路203的输入分别与触摸屏的输出及触摸屏控制器的输出信号相连，其输出与导航计算机模块1的相应端相连，无线模块209输出与导航计算机模块1的相应端相连。
所述的车况传感器信号处理单元包括车速脉冲传感器、倒车信号传感器。
所述的电平转换单元205的控制端分别接主控CPU202及嵌入式计算机的相应输出端。
所述的嵌入式计算机设有供扩展连接用的USB接口、CF卡接口、GPRS模块接口。
本实用新型具有以下优点：
由于采用了模块化的设计，全套装置可以灵活的安装在不同尺寸的狭小的空间内，同时由于集成了GIS所需的各种传感器和控制器，大大降低了GIS应用者的开发时间，提高了***开发的灵活性，为GIS的应用发展提供了可靠的硬件条件。它既具备了离散结构更新、升级灵活方便的特点，又具有一体式结构的体积小，适于车载的特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的电源单元的电原理图。
图3是本实用新型的显示转换单元的电原理图。
图4是本实用新型的触摸屏控制电路的电原理图。
图5是本实用新型的车况传感器信号处理单元的电原理图。
图6是本实用新型的GPS模块的电原理图。
图7是本实用新型的陀螺信号处理单元的电原理图。
具体实施方式
下面结构附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-7所示。
一种嵌入式GPS自主导航装置，它主要由导航计算机模块1和综合控制模块2构成，其中导航计算机模块1为嵌入式计算机，综合控制模块2主要由电源单元201、主控CPU202、触摸屏控制电路203、显示转换电路204、电平转换电路205、GPS模块206、陀螺信号处理单元207、车况传感器信号处理单元208及无线模块209组成，电源单元201为综合控制模块2中的各电路、单元以及导航计算机模块1提供电源；显示转换电路204与导航计算机模块1的VGA接口相连，其输出与AV信号显示器相连；GPS模块206的输出与导航计算机模块1的相连，陀螺信号处理单元207及车况传感器信号处理单元208的输出均与主控CPU202对应的输出端相连；触摸屏控制电路203的输入分别与触摸屏的输出及触摸屏控制器的输出信号相连，其输出与导航计算机模块1的相应端相连，无线模块209输出与导航计算机模块1的相应端相连。
其中：
导航计算机模块1主要由嵌入式计算机、存储器、VGA显示接口、RS232串行通讯接口、USB接口，键盘/鼠标接口组成。由于采用了计算机信号母板输出方式，嵌入式计算机的所有输入输出信号都通过和母板的连接来完成，输入输出信号在母板上集中输出，采用母板连接方式，可以很方便根据给定的结构外型来定制导航计算机，极大的提高了导航计算机模块的适应性。
综合控制模块2主要由GPS接收机、电源单元、显示转换单元、触摸控制单元、车况传感器信号处理单元、无线模块、电平转换模块组成，。综合控制单元主要完成电源的管理分配、VGA显示信号的转换、对触摸屏的控制和驱动及对车况传感器参数的采集和处理，并通过内置的单片机和导航计算机的通讯接口完成采集信息和命令的传递。
电源单元主要完成对输入+12V电压的转换和控制，通过一片DC/DC转换芯片，将+12V电压转换成+5V电压并保持正常工作状态下，持续电流不低于3A，由于功率较大在具体布线时同时要综合考虑干扰和散热问题，电路原理图见图2，图2中电容C1，E1，C2，E2用来消除电源线上的干扰，电源控制信号为AV PWR，电源控制信号通过由R4，E3，R5组成的延时网络实现对电源的延时控制，解决由于发动机点火或其他严重干扰导致的电源控制信号的跳动问题。
显示转换单元主要完成将导航计算机输出的VGA信号转换成相应制式的Av信号，方便和目前大多数的显示设备连接。显示转换单元的电路原理图如图3所示。
触摸控制单元实现了对四线电阻式触摸屏触摸信号的采集和处理，并通过导航计算机的USB接口和导航计算机***管理软件通讯，实现导航应用软件的人机交互功能，同时通过外接的触摸屏控制信号可以实现触摸屏信号的切换功能。触摸控制单元电路图如图4所示。
车况传感器信号处理单元主要用来采集来自汽车的车速脉冲信号倒车信号等。通过对这些传感器信号的采集，来满足GIS导航软件对精确定位和位置推算的要求。在具体设计的时候，要注意考虑信号的电气隔离问题，防止设备间相互产生干扰。车况传感器信号处理单元电路原理图见图5所示。图5中表述了车速脉冲\倒车信号的采样原理，车速脉冲信号通过一个信号整形电路后，用一个光电开关对信号进行了隔离，同时实现了和单片机IO口信号电平的匹配，消除了对主控单片机的干扰。
GPS接收模块主要用来接收GPS的定位信息，通过和导航计算机的通讯，选择输出所需协议格式的输出，并通过电平转换模块实现RS232电平的转换。GPS接收模块的电路原理图如图6所示。
陀螺信号处理单元主要用来处理机械微型惯导陀螺产生的角速率信号，通过单片机的A/D采样单元对惯导陀螺产生的角速率模拟信号进行采样和数据处理，可以得到当前的车辆旋转角度和速率，来满足GIS导航软件对精确定位和位置推算的要求。陀螺信号处理单元的电路原理图如图7所示。
Claims (4)
1、一种嵌入式GPS自主导航装置，其特征是它主要由导航计算机模块(1)和综合控制模块(2)构成，其中导航计算机模块(1)为嵌入式计算机，综合控制模块(2)主要由电源单元(201)、主控CPU(202)、触摸屏控制电路(203)、显示转换电路(204)、电平转换电路(205)、GPS模块(206)、陀螺信号处理单元(207)、车况传感器信号处理单元(208)及无线模块(209)组成，电源单元(201)为综合控制模块(2)中的各电路、单元以及导航计算机模块(1)提供电源；显示转换电路(204)与导航计算机模块(1)的VGA接口输出端相连，其输出与AV信号显示器相连；GPS模块(206)的输出与导航计算机模块(1)的相连，陀螺信号处理单元(207)及车况传感器信号处理单元(208)的输出均与主控CPU(202)对应的输出端相连；触摸屏控制电路(203)的输入分别与触摸屏的输出及触摸屏控制器的输出信号相连，其输出与导航计算机模块(1)的相应端相连，无线模块(209)输出与导航计算机模块(1)的相应端相连。
2、根据权利要求1所述的嵌入式GPS自主导航装置，其特征是所述的车况传感器信号处理单元包括车速脉冲传感器、倒车信号传感器。
3、根据权利要求1所述的嵌入式GPS自主导航装置，其特征是所述的电平转换单元(205)的控制端分别接主控CPU(202)及嵌入式计算机的相应输出端。
4、根据权利要求1所述的嵌入式GPS自主导航装置，其特征是所述的嵌入式计算机设有供扩展连接用的USB接口、CF卡接口、GPRS模块接口。
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| CN 200620071118 CN2911609Y (zh) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | 嵌入式gps自主导航装置 |
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| CN110361012A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-22 | 深圳市长河伟业科技有限公司 | 极速秒开竖屏车载导航*** |
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