一種低功耗的北斗定位通訊裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具體涉及一種低功耗的北斗定位通訊裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提供的民用ICD文件中，公開服務(wù)信號是B1I。目前在服務(wù)區(qū)有14顆衛(wèi)星工作，免費(fèi)提供定位、測速、授時服務(wù)，授時精度為納米級，定位精度為10米。
[0003]目前的北斗衛(wèi)星定位通訊裝置，以北斗手表的形式銷售，外觀看似普通的運(yùn)動型電子表，卻能依靠北斗二代導(dǎo)航衛(wèi)星來準(zhǔn)確“授時”，還可以實(shí)現(xiàn)如手機(jī)一樣的通話功能，而且，只要與具體的手機(jī)號碼或監(jiān)控平臺綁定，不管佩戴者身在何處，都可以定位到手表具體的位置信息。但是，目前北斗衛(wèi)星定位通訊裝置待機(jī)時間長達(dá)一般在2天左右，全負(fù)荷工作時間約達(dá)4~5小時，這制約北斗衛(wèi)星定位通訊裝置的廣泛推廣。因此，如何節(jié)約功耗，提高北斗衛(wèi)星定位通訊裝置待機(jī)和工作時間，已成為急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種低功耗的北斗衛(wèi)星定位通訊裝置，該裝置包括北斗衛(wèi)星接收模塊、顯示模塊、通訊模塊、按鍵控制模塊和時鐘模塊；其中，所述北斗衛(wèi)星接收模塊分別與所述顯示模塊、通訊模塊、按鍵控制模塊和時鐘模塊相連，所述按鍵控制模塊輸入按鍵控制信息至所述北斗衛(wèi)星接收模塊，所述時鐘模塊輸入時鐘信息至所述北斗衛(wèi)星接收模塊，所述顯示模塊顯示所述北斗衛(wèi)星接收模塊輸出的信息，所述北斗衛(wèi)星接收模塊與所述通訊模塊相連，通過所述通訊模塊與外部進(jìn)行通訊。
[0005]所述時鐘模塊包括晶振一和晶振二，所述北斗衛(wèi)星接收模塊包括北斗衛(wèi)星接收主模塊和RTC模塊；其中，所述晶振一為所述北斗衛(wèi)星接收主模塊提供時鐘信號，所述晶振二為所述RTC模塊提供時鐘信號，所述RTC模塊與所述北斗衛(wèi)星接收主模塊互聯(lián)，提供實(shí)時時鐘信號及秒中斷信號，并接收校正信號。
[0006]所述時鐘模塊包括晶振一，所述北斗衛(wèi)星接收模塊包括北斗衛(wèi)星接收主模塊、分頻模塊和RTC模塊；其中，所述晶振一為所述北斗衛(wèi)星接收主模塊提供時鐘信號，同時經(jīng)所述分頻模塊分頻后為所述RTC模塊提供時鐘信號，所述RTC模塊與所述北斗衛(wèi)星接收主模塊互聯(lián)，提供實(shí)時時鐘信號及秒中斷信號，并接收校正信號。
[0007]所述分頻模塊為數(shù)字分頻模塊。
[0008]所述晶振一為一高精度的帶溫度補(bǔ)償?shù)木д瘛?br>[0009]一種低功耗的北斗衛(wèi)星定位通訊控制方法，該方法在常規(guī)工作模式下包括如下步驟:
系統(tǒng)完成初始化；
啟動所述北斗衛(wèi)星接收主模塊的搜星及定位；
內(nèi)部計時器清零，并開始計時；所述內(nèi)部計時器未接收到清零信號時，保持計時狀態(tài)； 同步北斗時間到所述RTC模塊；
通過所述顯示模塊顯示輸出的時間；
判斷定位衛(wèi)星數(shù)目是否達(dá)到設(shè)定閾值N ；
若定位衛(wèi)星數(shù)目已達(dá)到設(shè)定閾值N，則關(guān)閉所述北斗衛(wèi)星接收主模塊的捕獲、跟蹤和位置解算模塊；
若定位衛(wèi)星數(shù)目未達(dá)到設(shè)定閾值N，則判斷內(nèi)部計時器計時是否達(dá)到延時Tl，若是則不論定位衛(wèi)星數(shù)目是否達(dá)到設(shè)定閾值，均關(guān)閉所述北斗衛(wèi)星接收模塊的捕獲、跟蹤和位置解算模塊；若不是則繼續(xù)重復(fù)本步驟的判斷；
內(nèi)部計時器計時達(dá)到延時Tl后，判斷內(nèi)部計時器計時是否達(dá)到再次搜星及定位時間T2 ;若內(nèi)部計時器計時大于或等于搜星及定位時間T2，則啟動所述北斗衛(wèi)星接收主模塊的搜星和定位，北斗接收模塊重新定位，同時將內(nèi)部計時器清零，重新計時；若內(nèi)部計時器計時小于再次搜星及定位時間T2，則重復(fù)判斷；
所述閾值N、延時Tl和再次搜星及定位時間T2通過軟件設(shè)定，其中閾值N的設(shè)定應(yīng)滿足該N個完整的衛(wèi)星星歷保存至系統(tǒng)內(nèi)置的內(nèi)存后，再次開啟北斗模塊時能快速定位；所述延時Tl小于再次搜星及定位時間T2，且大于所述北斗接收主模塊的冷啟動時間。
[0010]所述再次搜星及定位時間T2小于衛(wèi)星星歷更新的時間。
[0011]所述延時Tl和所述再次定位時間T2的判斷分別采用微處理器查詢或中斷的方式完成。
[0012]所述方法在監(jiān)控模式下，在所述同步北斗時間到所述RTC模塊后，還包括以下步驟:
判斷當(dāng)前模式是否為主動模式；
若當(dāng)前模式不是主動模式，則再次判斷是否收到位置查詢信息；
若未收到位置查詢信息，則設(shè)置所述通訊模塊處于休眠模式；
若當(dāng)前模式是主動模式，或收到位置查詢信息，則解析用戶位置；
輸出用戶位置到所述通訊模塊，改變通訊模塊處于工作模式，將定位信息發(fā)送到監(jiān)控平臺或綁定的手機(jī)。
[0013]當(dāng)所述北斗衛(wèi)星接收主模塊接收到所述RTC模塊發(fā)出的秒中斷信號后，則暫停當(dāng)前的步驟，通過所述顯示模塊顯示輸出當(dāng)前的時間，顯示輸出完成后，再返回原有的步驟繼續(xù)執(zhí)行。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中通過多種方式，從硬件和軟件相結(jié)合的方法，降低北斗衛(wèi)星定位通訊裝置功耗，延長待機(jī)及工作時間。其中硬件方面:優(yōu)化北斗衛(wèi)星定位通訊裝置的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少內(nèi)部晶振、復(fù)用內(nèi)部MCU及實(shí)時時鐘模塊RTC (Real Time Control)，節(jié)約成本，降低功耗。
[0015]軟件方面:一方面通過調(diào)整MCU控制器的控制程序，增加MCU的控制任務(wù)，用來處理外部輸入模塊的中斷、內(nèi)部延時計時器中斷以及顯示模塊的控制；同時通過軟件控制，自適應(yīng)調(diào)節(jié)北斗接收模塊內(nèi)部的捕獲、跟蹤及定位解算模塊工作時間和關(guān)閉后再次開啟北斗模塊的時間間隔，既減低功耗，又不影響北斗衛(wèi)星定位通訊裝置的授時精度；通過將工作模式分為常規(guī)模式和監(jiān)控模式，減少通訊模塊功耗，延長北斗衛(wèi)星定位通訊裝置待機(jī)及工作時間。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)下北斗手表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中所述低功耗北斗定位通訊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中所述北斗衛(wèi)星接收模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中所述北斗衛(wèi)星接收模塊的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中所述低功耗北斗定位通訊控制方法在常規(guī)工作模式下的流程圖；
圖6是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中所述低功耗北斗定位通訊控制方法在監(jiān)控模式下的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示為目前的北斗手表系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括北斗衛(wèi)星接收模塊、顯示模塊、通訊模塊、按鍵控制模塊，以及外置于北斗接收模塊的MCU控制模塊和MCU控制模塊所需要的外部時鐘模塊2。
[0020]如圖2所示為本【具體實(shí)施方式】所述一種低功耗的北斗定位通訊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括北斗衛(wèi)星接收模塊100、顯示模塊101、通訊模塊103和按鍵控制模塊102和時鐘模塊104 ;相比圖1所示的系統(tǒng)，該裝置減少了外置的MCU控制模塊及相應(yīng)的時鐘模塊，而通過復(fù)用所述北斗衛(wèi)星接收模塊的MCU控制模塊及相應(yīng)的時鐘模塊實(shí)現(xiàn)。
[0021]如圖3所示為所述北斗衛(wèi)星接收模塊100和時鐘模塊104的一種結(jié)構(gòu)框圖，該結(jié)構(gòu)中，所述時鐘模塊104包括兩個晶振:晶振一 1041和晶振二 1042，所述北斗衛(wèi)星接收模塊100包括北斗衛(wèi)星接收主模塊1001和RTC模塊1002 ;其中晶振一 1041為北斗衛(wèi)星接收主模塊1001提供時鐘信號，晶振二 1042為RTC模塊1002 (Real Time Clock實(shí)時時鐘模塊)提供時鐘信號；所述RTC模塊1002每秒產(chǎn)生一個秒中斷信號至所述北斗衛(wèi)星接收主模塊1001中的MCU控制模塊，用于及時刷新顯示模塊。
[0022]如圖4所示為北斗衛(wèi)星接收模塊100和時鐘模塊104的一種結(jié)構(gòu)框圖，在該結(jié)構(gòu)中，只需要一個晶振一 1041，該晶振一 1041直接輸入所述北斗衛(wèi)星接收主模塊1001，同時還經(jīng)一分頻模塊1003后輸入所述RTC模塊1002。
[0023]其中，所述分頻模塊1003為數(shù)字分頻模塊。
[0024]在另一實(shí)施方式中，所述晶振一為高精度的帶溫度補(bǔ)償?shù)木д馮CX0，針對北斗衛(wèi)星定位通訊裝置的應(yīng)用，可節(jié)約常規(guī)的RTC模塊晶體振蕩器，而由時鐘模塊TCXO直接分頻至所述RTC模塊1002所需要的頻率，作為RTC模塊1002的時鐘源信號。在每次北斗模塊搜星定位完成后，將北斗衛(wèi)星接收主模塊1001的北斗時間系統(tǒng)與RTC模塊1002同步，即按北斗時間來修正RTC模塊1002的時間信息。北斗衛(wèi)星接收主模塊1001的MCU控制器按RTC模塊產(chǎn)生的秒中斷信號以每秒一次的刷新率將RTC模塊1002的時間信息輸出到所述顯示模塊101，實(shí)現(xiàn)北斗“授時”功能。
[0025]基于上述低功耗的北斗定位通訊裝置，本發(fā)明還給出了一種低功耗的北斗定位授時控制方法。為節(jié)約系統(tǒng)功耗，不需要所述北斗衛(wèi)星接收主模塊的捕獲、跟蹤和位置解算模塊實(shí)時工作，可通過軟件設(shè)定搜索衛(wèi)星的數(shù)目，延時Tl等，使所述北斗衛(wèi)星定位主模塊1001的休眠和工作狀態(tài)，具體的控制方法在下面詳細(xì)描述。
[0026]為了進(jìn)一步降低功耗，將所述北斗定位通訊裝置的工作模式分為常規(guī)工作模式和監(jiān)控工作模式。在常規(guī)工作模式下，關(guān)閉通訊模塊電源，北斗衛(wèi)星定位通訊裝置作為普通的“授時”裝置，但可將用戶的位置信息保留在北斗模塊的閃存?zhèn)浞荨＿@時用戶的位置信息僅保留時間和經(jīng)緯度信息，大約在43字節(jié)容量，以再次搜星及定位時間T2設(shè)定為15分鐘為例計算，記錄一天的用戶位置信息約4KB字節(jié)左右。在用戶需要的時候，開啟通訊模塊功能，以短信方式發(fā)送到綁定的手機(jī)。
[0027]如圖5所示，為本【具體實(shí)施方式】中，所述低功耗北斗定位通訊裝置的常規(guī)工作模式流程圖，包括如下步驟:
步驟SlOO:系統(tǒng)完成初始化；
步驟SlOl