2022年GPS救生系统 .pdf

一、需求分析1. 目的救生电台为个人手持式电台，用于失事、迫降飞机或直升机的飞行员、空勤组成员与救援勤务飞机或搜救直升机进行联络，并将它们引向飞行员或空勤组成员所在地，使失事飞机的飞行员或空勤组成员生还或获救的可能性增大，是飞机救生装备中不可缺少的通信设备之一。2. 意义飞行员的救生问题一直困扰着各国军方，在我国也存在同样的问题，我军目前装备的救生电台地/海面联络距离为数公里，地/海-空联络距离为 50公里，连续工作 7-8小时。无法提供精确定位，发送接受必须同时开机，天线必须落地后从救生包取出，手动安装，如果跳伞后昏迷，不能使用。无法自动发出求救信号。本系统设计轻便小巧，无需人员操作，可自行启动，耗电量低。可及时将飞行员位置信息发送至终端系统，终端系统进行处理和分析，将信息发送给救援系统。实现精确救援。二、研究（制）内容名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - （一）、技术指标1. 单片机参数W77E58 是一个快速 8051兼容微控制器1、Flash EPROM ：32K2、工作电压： 4.55.5V3、片上外部数据存储器： 1KB4、CMOS微控制器： 8位5、结构：每四个时钟周期为一个机器周期6、最大外部时钟频率： 40HZ ，指令与 MCS-51 兼容7、4个8位I/O 口，3个16位定时/ 计数器， 12个中断源， 2级中断能力，2个增强型全双工串行口。JP7-TX系列GPS1、具有12个数据并行接收通道，包括了8个数据位、 1个起始位、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 1个停止位、无校正位2、输出电平： CMOS电平3、电流： 1mA4、通信方式：采用异步串行通信5、默认的通讯速率： 4800baud6、接收频率： 1575.42 1.0MHz L1 波段C/A码。GPS 接收模块可以提供经度、纬度、速度、高度、世界协调时间、频率和GPS 卫星轨道信息等。它的最大特点是：低压3.3V供电；工作电流不高于50mA （不含天线消耗）；高灵敏度-145dBm ；可以输出时间的最小单位为 0.01秒。GPS 的定位精度问题主要应归结于美国军方的军事策略（SA ）。在无SA 影响的情况下，当 PDOP 值小于等于 3，并且相对被测点 GPS 卫星不在其轨道上所处位置良好时，得到的位置数据有95% 的精度在 10米以内；另外使用差分定位技术，其范围在23米左右。如果天线被遮挡或者GPS卫星所处位置不很理想时，PDOP 值会降低，而且有部分定位数据的精度可能要超出 10米的范围。对于第一次运行，本 GPS 模块需要花费 45秒左右对接收到的卫星数据进行累计运算后，才能完成第一次定位（即“冷启动” ）。自冷启动后，每次定位所需要的时间小于8秒。在运行过程中定位信息大约每秒更新一次。本GPS 模块有8M 的flash 存储器，信息格式可以是 NMEA-0183 或Binary ，采用ASCII代码。附带的天线中心频率为 1575.42MHz ，右螺旋偏振，增益大于等于-5dB，轴线比为 3dB。GSM 采用PIML-900/1800 模块，是 CENTEL 推出的 GSM/DCS 双频模名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 块，带 GPRS 功能，主要为语音 传输、短消息和数据业务提供无线接口。PIML-900/1800 是一个包括 900/1800 双频GPRS 的GSM 模块1、单面高集成度精巧结构设计，尺寸：58mm 32mm 3.9mm ； GPRS Class 10 多时隙功能， Class B 操作模式； 支持GSM900/DCS1800 双频；电路交换数据传输（最高9,600bit/s）; 短消息业务; 电路交换语音（ FR/EFR/AMR ）; 发射功率： Class 4 (2W)/(EGSM), Class 1(1W)/(1800MHz); 电源电压范围： 3.34.2VDC ； 3V SIM 卡，外部天线； 实时实钟和日历；回声消除和降噪功能 ；电池充电接口功能 ；全屏蔽；全面的外部接口（电源接口 、串行口、两路音频接口 、 SIM 卡接口、键盘接口 ）。2. 基本方案1. 求救系统图1求救系统如图 1所示：由 GPS 模块、W77E58 模块、GSM/GPRS模块和信名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 标信号发射器组成。由飞行员携带，当飞行员离开飞机后开始工作，将飞行员的的位置信息通过 GSM/GPRS模块发送出去。同时信标信号发出高频信号，用于搜救人员近距离定位。2. 终端系统图2终端系统如图 2所示：由 GSM/GPRS模块和 PC机组成，通过GSM/GPRS模块接收位置信息，再通过PC机进行数据的整合和分析，在界面地图上进行显示，便于搜救人员定位。3. 系统功能实现的设计方案图3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 如图3所示，当求救系统启动， GPS 模块通过与卫星通信实现定位，由单片机控制将经度、纬度、海拔高度、格林威治时间等信息通过串口发送到GSM/GPRS模块，通过 GSM 和GPRS 两种途径将 GPS 信号发送至基站，再通过基站将数据信息发送到系统终端。终端由GSM/GPRS模块和PC 机组成，PC 机将收到的数据在地图中标定，并将收到的时时数据进行分析和汇总，并将数据发送给救援系统，救援系统通过接收到的GPS 数据将进行搜救，当接近目标时，就会接收到求救系统中的信标发射器发生的75MHz 信标信号，最终发现目标，实现救援。三、可行性分析1. 技术难度1、求救系统中通过单片机控制GPS 数据信息通过 GSM 模块发送的控制程序和电路设计；2、终端系统中，数据分析及界面设置。2. 所需条件JP7-TX系列 GPS W77E58单片机芯片PIML-900/1800 GSM 芯片四、研究（制）进度2011.11.25 至2011.12.25 ：资料收集、方案改进、购买原器件、电路板设计；2011.12.25 至2012.01.30 ：程序界面编写仿真调试；2012.02.05 至2012.03.01 ：电路板制作、电路焊接、系统搭建；2012.03.20 至2012.05.30 ：系统调试、修正。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 五、推广应用前景及效益分析该系统和产品能为我军的现代化建设做出贡献。它可以提高我军的作战能力，比如单兵作战、区域战场、远程调动和部署等。提高保障战士生命安全的能力，特别是飞行员的生命安全，因为培养一个合格的飞行员是非常不容易的。由于该产品在我国属于空白状态，所以在军事上可以为空军航空兵、飞行训练以及单兵作战或作战车辆及船只配备该产品，其应用方面之广泛，可以创造可观的经济效益。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -