物联网定位终端论文和设计-张光华

全文摘要

本实用新型公开了一种物联网定位终端，所述物联网定位终端包括：处理器；数字音频广播模块，所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；全球导航定位模块，所述全球导航定位模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；窄带物联网模块，所述窄带物联网模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；以及电源电路，所述电源电路分别与所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块电性连接，用于分别为所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块供电；所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述全球导航定位模块通信连接。本实用新型解决了移动状态下物联网终端定位功能精度低下的技术问题。

主设计要求

1.一种物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端包括：处理器；数字音频广播模块，所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；全球导航定位模块，所述全球导航定位模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；以及电源电路，所述电源电路分别与所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块电性连接，用于分别为所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块供电；所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述全球导航定位模块通信连接。

设计方案

1.一种物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端包括：

处理器；

数字音频广播模块，所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；

全球导航定位模块，所述全球导航定位模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；

以及电源电路，所述电源电路分别与所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块电性连接，用于分别为所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块供电；

所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述全球导航定位模块通信连接。

2.如权利要求1所述的物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端还包括：

窄带物联网模块，所述窄带物联网模块与所述处理器通信连接；

所述电源电路与所述窄带物联网模块电性连接，用于为窄带物联网模块供电。

3.如权利要求2所述的物联网定位终端，其特征在于，所述窄带物联网模块与所述处理器的双向通信连接接口为通用异步接口。

4.如权利要求1所述的物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端还包括：

开关控制电路，所述开关控制电路与所述处理器通信连接；

所述开关控制电路与所述电源电路电性连接。

5.如权利要求4所述的物联网定位终端，其特征在于，所述开关控制电路与所述处理器通信连接的通信连接接口为通用输入输出接口。

6.如权利要求1所述的物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端还包括：

惯性测量模块，所述惯性测量模块与所述处理器通信连接。

7.如权利要求6所述的物联网定位终端，其特征在于，所述惯性测量模块与所述处理器通信连接的通信连接接口为两线式串行接口。

8.如权利要求1所述的物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端还包括：

闪存存储器，所述闪存存储器与所述处理器通信连接。

9.如权利要求8所述的物联网定位终端，其特征在于，所述闪存存储器与所述处理器的通信连接接口为串行外设接口。

10.如权利要求1至9任一项所述的物联网定位终端，其特征在于，所述物联网定位终端还包括：

外部电源，所述外部电源与所述电源电路电性连接，用于为所述电源电路供电。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及高精度定位技术领域，尤其涉及一种物联网定位终端。

背景技术

目前，现有的高精度定位终端都是通过移动网络获取差分数据，必须使用3G\/4G之类的宽带通信模块，才能满足差分数据的传输要求。而物联网应用系统高密度连接的特点，使得大量终端设备同时工作，容易造成通信网络不堪重负而降低通信质量，从而无法实现高精度定位，大大降低了终端定位的精准性和准确性。

因此，如何提高物联网终端定位功能的精准性和准确性，是当前亟待解决的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种物联网定位终端，旨在解决移动状态下物联网终端定位功能精度低下的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种物联网定位终端，所述物联网定位终端包括：

处理器；

数字音频广播模块，所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；

全球导航定位模块，所述全球导航定位模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；

所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述全球导航定位模块通信连接。

可选地，所述物联网定位终端还包括：

窄带物联网模块，所述窄带物联网模块与所述处理器通信连接；

所述电源电路与所述窄带物联网模块电性连接，用于为窄带物联网模块供电。

可选地，所述窄带物联网模块与所述处理器的双向通信连接接口为通用异步接口。

可选地，所述物联网定位终端还包括：

开关控制电路，所述开关控制电路与所述处理器通信连接；

所述开关控制电路与所述电源电路电性连接。

可选地，所述开关控制电路与所述处理器通信连接的通信连接接口为通用输入输出接口。

可选地，所述物联网定位终端还包括：

惯性测量模块，所述惯性测量模块与所述处理器通信连接。

可选地，所述惯性测量模块与所述处理器通信连接的通信连接接口为两线式串行接口。

可选地，所述物联网定位终端还包括：

闪存存储器，所述闪存存储器与所述处理器通信连接。

可选地，所述闪存存储器与所述处理器的通信连接接口为串行外设接口。

可选地，所述物联网定位终端还包括：

外部电源，所述外部电源与所述电源电路电性连接，用于为所述电源电路供电。

本实用新型提供了一种物联网定位终端，所述物联网定位终端包括：处理器；数字音频广播模块，所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；全球导航定位模块，所述全球导航定位模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；以及电源电路，所述电源电路分别与所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块电性连接，用于分别为所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块供电；所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述全球导航定位模块通信连接。本实用新型实现了物联网终端的高精度定位，提高了定位精准性和准确性，并且通过广播体制提高了终端通信质量，解决了移动状态下物联网终端定位功能精度低下的技术问题，节省了下行通信流量，大大降低了终端功耗，提高了终端续航能力。

附图说明

图1是本实用新型实施例方案涉及的终端架构设计示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例考虑到，由于现有技术中，物联网应用系统高密度连接的特点使得物联网终端设备对通信网络造成重负，从而降低通信质量，无法实现高精度定位功能，降低了终端定位的精确性和准确性。

本实用新型提供一种解决方案，实现了物联网终端的高精度定位，提高了定位精准性和准确性，并且通过广播体制提高了终端通信质量，解决了移动状态下物联网终端定位功能精度低下的技术问题，节省了下行通信流量，大大降低了终端功耗，提高了终端续航能力。

本实用新型提出一种物联网定位终端，在本实用新型物联网定位终端第一实施例中，参照图1，所述物联网定位终端包括：处理器；数字音频广播模块，所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；全球导航定位模块，所述全球导航定位模块基于通用异步接口与所述处理器通信连接；以及电源电路，所述电源电路分别与所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块电性连接，用于分别为所述处理器、所述数字音频广播模块和所述全球导航定位模块供电；所述数字音频广播模块基于通用异步接口与所述全球导航定位模块通信连接。

所述电源电路内置电池，负责整个终端设备的供电，其他各个模块则与处理器相连接，其接口类型有通用异步接口，通用异步接口可以是Uart接口(参照图1所示)。同时，数字音频广播模块与全球导航定位模块也基于通用异步接口通信连接，实现数据沟通。

所述数字音频广播模块可以是CDRadio模块，所述全球导航定位模块可以是GNSS模块。所述数字音频广播模块上电后，通过天线接收数字广播信号，解调得到高精度定位的差分数据，通过Uart接口(即通用异步接口)输出给全球导航定位模块。而全球导航定位模块上电后，通过天线接收BDS(BeiDou Navigation Satellite System，北斗卫星导航系统)、GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)等导航卫星信号，计算当前位置信息，并利用差分数据对定位结果进行修正，得到高精度定位结果，再通过通用异步接口输出给处理器。由于广播模式不存在并发性问题，因此，通信质量不受影响，利用差分数据进行定位结果修正，即可实现高精度定位功能。

进一步地，基于本实用新型物联网定位终端第一实施例，提出物联网定位终端第二实施例，所述物联网定位终端还包括：

窄带物联网模块，所述窄带物联网模块与所述处理器通信连接；

所述电源电路与所述窄带物联网模块电性连接，用于为窄带物联网模块供电。

所述窄带物联网模块可以是NB-IoT模块，电源电路通过电性连接为窄带物联网模块供电，因为终端使用了广播接收差分数据，因此通信模块可以采用窄带物联网模块，仅用于传输少量通信数据，从而降低功耗，保证终端续航能力。处理器从全球导航定位模块接收到高精度定位结果，控制窄带物联网模块将高精度定位结果上传至云端服务器。

进一步地，所述窄带物联网模块与所述处理器的双向通信连接接口为通用异步接口。

进一步地，基于本实用新型物联网定位终端第一实施例，提出物联网定位终端第三实施例，所述物联网定位终端还包括：

开关控制电路，所述开关控制电路与所述处理器通信连接；

所述开关控制电路与所述电源电路电性连接。

进一步地，所述开关控制电路与所述处理器通信连接的通信连接接口为通用输入输出接口。

所述通用输入输出接口可以是GPIO接口，所述开关控制电路与所述电源电路电性连接，并基于所述电源电路分别为所述处理器、所述数字音频广播模块、所述全球导航定位模块和窄带物联网模块供电。

数字音频广播模块和全球导航定位模块由电源电路供电，本实施例中，电源电路供电路线中增设一个开关控制电路，用以为处理器供电，同时根据处理器的处理结果选择性为数字音频广播模块和全球导航定位模块供电。

数字音频广播模块和全球导航定位模块由开关控制电路控制，在被调用之前默认处于关闭状态以节省功耗。

进一步地，所述物联网定位终端还包括：

惯性测量模块，所述惯性测量模块与所述处理器通信连接。

进一步地，所述惯性测量模块与所述处理器通信连接的通信连接接口为两线式串行接口。

惯性测量模块用于测量所述物联网定位终端的加速度信息和角速度信息，以判断是否基于所述加速度信息和所述角速度信息触发处理器的中断处理程序。

惯性测量模块可以是IMU模块，所述两线式串行接口可以是I2C接口。惯性测量模块在终端上电后始终处于工作状态，测量终端的加速度信息、角速度信息，当根据加速度信息和角速度信息检测到终端设备发生移动时，通过外部中断信号触发处理器的中断处理程序。

处理器被触发后，中断处理程序首先关闭惯性测量模块外部中断，然后通过两线式串行接口读取惯性测量模块的惯性测量数据，计算出终端当前的最新位置。该计算过程即为惯性导航算法，由计算机程序完成。

中断处理程序根据预先设定，判断终端当前最新位置与上一次定位结果的位移量(例如每5公里定位一次)，以及时间间隔(例如每10分钟定位一次)，达到预设值，就通过通用输入输出接口(即GPIO接口)控制开关控制电路开启数字音频广播模块和全球导航定位模块的供电。

进一步地，所述物联网定位终端还包括：

闪存存储器，所述闪存存储器与所述处理器通信连接；

进一步地，所述闪存存储器与所述处理器的通信连接接口为串行外设接口。

所述闪存存储器可以是Flash存储器，所述串行外设接口可以是SPI接口。所述闪存存储器通过串行外设接口与处理器连接，可将处理器所接收到的数据信息进行保存，以便随时调用。

进一步地，所述物联网定位终端还包括：

外部电源，所述外部电源与所述电源电路电性连接，用于为所述电源电路供电。

所述电源电路与外部电源连接时，物联网定位终端为外部电源模式，当所述物联网定位终端处于外部电源模式，所述数字音频广播模块获取数字广播信号中的远程过程调用参数；

所述中断处理程序根据所述远程过程调用参数和所述高精度定位结果获得模糊位置信息，并控制所述窄带物联网模块将模糊位置信息上传至云端服务器。

在外部电源供电充沛时(例如车载供电且汽车启动时)可以配置为高性能工作模式，此时就可以支持RPC服务功能，协助云端完成高精度位置服务应用。

首先，在高性能工作模式下，数字音频广播模块和全球导航定位模块的供电始终开启。数字音频广播模块持续不断接收数字广播信号并输出差分数据给全球导航定位模块，全球导航定位模块则利用差分数据计算出高精度定位结果，并不断输出给处理器。处理器则实时记录设备的精确位置信息。

同时，数字音频广播模块也从数字广播信号中的位置服务信息帧中识别出“位置服务RPC”，并将RPC参数通过通用异步接口(Uart接口)输出给处理器。

处理器程序在收到RPC(Remote Procedure Call)参数时，运行RPC参数中的计算程序，并将设备的精确位置信息作为计算参数输入。最后，将计算程序的结果(不含精确位置信息)通过窄带物联网模块上传回云端，即可实现位置模糊处理，避免暴露终端设备位置隐私。

可以理解的是，所述处理器在被调用之前处于待机状态。

开机后，处理器从闪存存储器(Flash存储器)载入初始化程序，完成系统初始化，并进入待机状态以节省功耗，直至被触发激活。

所述处理器将所述高精度定位结果写入闪存存储器。

处理器中断处理程序接收GNSS模块输出的定位结果并写入Flash存储器，用于下一次的开关控制电路的开启判断。

所述中断处理程序恢复惯性测量模块外部中断，并配置处理器进入待机状态。

中断处理程序恢复惯性测量模块外部中断，配置处理器进入待机状态。至此，中断处理程序执行完毕，进行下一个工作循环，等待惯性测量模块的再次触发。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接\/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和\/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和\/或方框图中的每一流程和\/或方框、以及流程图和\/或方框图中的流程和\/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和\/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和\/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和\/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

设计图

物联网定位终端论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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