基于单片机的船用北斗定位信号采集模块的研发

发布时间：2017-09-01 13:46

  本文关键词：基于单片机的船用北斗定位信号采集模块的研发

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【摘要】：在航运业发展迅速的现今,船舶导航系统也面临着革新换代,传统的陀螺罗经、计程仪等设备的功能已能通过卫星导航系统所实现,卫星导航系统成为现代船舶航行不可或缺的重要组成部分。随着我国北斗导航系统的建成及进一步的完善,将会为船舶导航领域提供更自主,更安全,更新颖的选择。目前国内船舶所使用的导航仪普遍以GPS为主,而应用北斗系统的导航仪价格高,体积大,操作复杂,用来替代原有GPS导航仪成本花费过高,不利于北斗导航的普及。本文以基于单片机的船用北斗定位信号采集模块的设计开发为主要内容,围绕“北斗导航定位”这一热点,采用单片机作为控制器,设计了一个北斗-GPS双模定位数据的采集与显示的模块。它实现了对船舶导航仪的扩展和补充,既节约了成本,又提高了效率。在硬件部分,采用了宏晶科技有限公司的12C5A60S2型单片机作为主控制器,使用泰斗微电子有限公司的TD3017A型北斗-GPS双模芯片及有源天线,配合12864液晶屏等相关器件,研发了船用北斗定位信号采集模块。该模块体积小,成本低,信号采集快,稳定性好。它实现了对船舶的授时、定位、速度及航向监测等功能,并可与其他终端连接实现海图定位显示等多种功能,为船舶导航定位服务提供了新的选择。
【关键词】：单片机 船舶定位 北斗导航
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U666.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景及其意义8
• 1.2 卫星导航的发展现状8-11
• 1.2.1 GPS系统9
• 1.2.2 GLONASS系统9-10
• 1.2.3 GALILEO系统10
• 1.2.4 北斗系统10-11
• 1.3 本课题研究的内容和目标11-12
• 第2章 船用北斗定位信号采集模块概述12-16
• 2.1 模块介绍12
• 2.2 设计方案的选取12
• 2.2.1 导航定位芯片的选取12
• 2.2.2 主控制器的选取12
• 2.2.3 显示模块的选取12
• 2.3 模块基本组成12-15
• 2.4 模块具体实现的功能15-16
• 第3章 模块的硬件设计与实现16-43
• 3.1 模块总体硬件结构16
• 3.2 导航定位芯片电路设计16-25
• 3.2.1 北斗定位芯片的结构功能框图16-17
• 3.2.2 芯片外围电路设计及接口说明17-19
• 3.2.3 芯片通讯协议和定位数据介绍19-25
• 3.3 天线的选取及连接25-26
• 3.4 主控制芯片电路设计26-29
• 3.4.1 主控制器性能及内部结构框图26-27
• 3.4.2 主控制器外围电路结构及连线介绍27-29
• 3.5 显示模块电路设计29-31
• 3.5.1 液晶屏技术参数和功能介绍29-30
• 3.5.2 液晶屏与主控制器的连接30-31
• 3.6 稳压电源模块的硬件设计31
• 3.7 通讯模块的硬件设计31-34
• 3.8 电路板的总体设计34-41
• 3.8.1 Protel DXP 2004 简介34
• 3.8.2 设计流程34-41
• 3.9 模块硬件抗干扰设计41-42
• 3.10 本章小结42-43
• 第4章 模块的软件设计与实现43-75
• 4.1 软件开发环境介绍43
• 4.2 模块的软件实现43-70
• 4.2.1 系统初始化子程序45-47
• 4.2.2 中断子程序47-51
• 4.2.3 数据采集分析程序51-65
• 4.2.4 显示子程序65-70
• 4.3 模块整体调试70-74
• 4.3.1 模块独立工作调试70-72
• 4.3.2 上位机定位实现及效果对比72-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第5章 基于北斗的导航终端实现75-80
• 5.1 电子海图概述75-76
• 5.2 海图软件介绍76-77
• 5.3 电子海图导航77-78
• 5.4 船舶轨迹保存与调用78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 第6章 结论与展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-83

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本文编号：772444