水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路及其控制方法
阅读说明：本技术 水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路及其控制方法 (Low-power-consumption satellite positioning active position indicating circuit of underwater equipment and control method thereof ) 是由 王健 李�瑞 丁高林 赵锋 梁勇 白翼虎 赵佩怡 张晓艳 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路及其控制方法,解决了如何低功耗完成水下装备的卫星定位和主动示位的技术问题。在水下装备中的北斗卫星接受器的电源接通电路上,设置通和断的控制电路,当装备定位及示位信号发出后,通过电控制信号切断电源,以减少水下装备的电源消耗,或采用断续供电的方式,以降低装备的电消耗；输出“启动定位”信号后,继电器完成触头组转换,卫星接收器和GPRS模块正极接入电源VCC,开始接收卫星信号,自行完成定位后；输出“关闭定位”信号后,继电器完成触头组复位(初始化),卫星接收器和GPRS模块正极与VCC电源切断,停止工作,降低功耗。(The invention discloses a low-power-consumption satellite positioning active position indicating circuit of underwater equipment and a control method thereof, and solves the technical problem of how to complete satellite positioning and active position indicating of the underwater equipment with low power consumption. The power supply on-off control circuit is arranged on a power supply on-off circuit of a Beidou satellite receiver in the underwater equipment, and after the positioning and position indicating signals of the equipment are sent out, the power supply is cut off through an electric control signal so as to reduce the power supply consumption of the underwater equipment or reduce the power consumption of the equipment by adopting an intermittent power supply mode; after outputting a 'start positioning' signal, the relay completes the contact group conversion, the satellite receiver and the positive pole of the GPRS module are connected to a power supply VCC, the satellite signal is started to be received, and the positioning is automatically completed; after the 'positioning closing' signal is output, the relay completes the resetting (initialization) of the contact group, the satellite receiver and the positive pole of the GPRS module are cut off from the VCC power supply, the work is stopped, and the power consumption is reduced.)
技术领域
本发明涉及一种低功耗卫星定位主动示位电路，特别涉及一种基于水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路及控制方法。
背景技术
对于水下装备的定位器及回收示位系统，常见有灯光指示、烟雾报警、GPS联合无线电示位、北斗报文通讯等方式，这些定位及回收示位方式各有优劣，主要体现在以下几方面：（1）对于灯光、烟雾定位报警方式，主要靠肉眼观测，示位距离受到较大的限制，且工作时间较短；（2）对于GPS联合无线电示位方式，GPS位置信息需配置大功率功放单元的发射机，能源消耗较大，且无线电发射距离不大于10公里；（3）对于北斗报文通讯方式，尽管示位距离不受限制，但北斗发射模块仍然存在发射功耗大和成本高的问题，发射瞬间功耗可达40瓦以上，受水下装备空间限制，连续工作时间不会超过7天；因此，现场需设计一种基于水下装备的超低功耗卫星定位及主动示位电路，具有低功耗、体积小、低成本、通用性强等特点，能够对水下装备执行长时间、远距离、实时跟踪及主动示位任务，大幅提高水下装备安全保障时间。
发明内容
本发明提供了一种水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路及其控制方法，解决了如何低功耗完成水下装备的卫星定位和主动示位的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
本发明的总体构思为：在水下装备中的北斗卫星接收器的电源接通电路上，设置通和断的控制电路，当装备定位及示位信号发出后，通过电控制信号切断电源，以减少水下装备的电源消耗，或采用断续供电的方式，以降低装备的电消耗。
一种水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路，包括北斗卫星、水下装备中的北斗卫星信号接收器、GPRS模块、目标手机、接收器供电电源、控制电路电源、单刀双掷开关继电器、第一个三极管和第二个三极管，在单刀双掷开关继电器中，设置有前激励线圈、后激励线圈、单刀双掷开关的公共端、单刀双掷开关的常闭端、单刀双掷开关的常开端，北斗卫星信号接收器的电源输入端和GPRS模块的电源输入端并联后与单刀双掷开关的公共端连接在一起，单刀双掷开关的常开端与接收器供电电源连接在一起，第一个三极管的基极通过第一电阻与启动定位信号输入端连接在一起，第一个三极管的发射极接地，第一个三极管的集电极与前激励线圈的一端连接在一起，前激励线圈的另一端与控制电路电源连接在一起，第二个三极管的基极通过第二电阻与关闭定位信号输入端连接在一起，第二个三极管的发射极接地，第二个三极管的集电极与后激励线圈的一端连接在一起，后激励线圈的另一端与控制电路电源连接在一起。
GPRS模块是通过RS232总线与北斗卫星信号接收器连接在一起的，GPRS模块通过GPRS网络与目标手机无线连接在一起。
一种水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路的控制方法，其特征在于以下步骤：
第一步、在启动定位信号输入端上，输入启动定位高电平信号，第一个三极管导通，前激励线圈得电，单刀双掷开关继电器中的铡刀开关动作，将公共端与常开端连接在一起，接收器供电电源开始为北斗卫星信号接收器和GPRS模块供电，北斗卫星信号接收器接收北斗卫星的信号后，将定位及主动示位信号通过RS232总线传送给GPRS模块，GPRS模块又通过GPRS网络，将定位及主动示位信号传送给目标手机；
第二步、北斗卫星信号接收器完成定位及主动示位信号传送后，在关闭定位信号输入端，输入关闭定位信号高电平，第二个三极管导通，后激励线圈得电，单刀双掷开关继电器中的铡刀开关动作，将公共端与常开端断开，切换到将公共端与常闭端连通的位置，将北斗卫星信号接收器的供电电源和GPRS模块供电电源切断，停止接收器供电电源的输出，实现了低功耗的目的；
本发明电路结构简单，输出“启动定位”信号后，继电器完成触头组转换，卫星接收器和GPRS模块正极接入电源VCC，开始接收卫星信号，自行完成定位后，以RS232总线方式向GPRS模块发送位置信息，GPRS模块收到信息后再通过GPRS网络主动向目标手机发送，从而实现对水下装备的卫星定位及主动示位功能；输出“关闭定位”信号后，继电器完成触头组复位（初始化），卫星接收器和GPRS模块正极与VCC电源切断，停止工作，降低功耗。
本发明采取继电器控制卫星接收器供电开关，定位成功后通过GPRS网络主动向目标手机发送水下装备的位置信息，电路中没有大功率发射单元，有效降低能耗，为人员长期监测水下装备提供便利，彻底解决了常规定位器设计弊端。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路，包括北斗卫星U1、水下装备中的北斗卫星信号接收器D1、GPRS模块D2、目标手机D3、接收器供电电源VCC、控制电路电源VDD、单刀双掷开关继电器、第一个三极管V1和第二个三极管V2，在单刀双掷开关继电器中，设置有前激励线圈J1、后激励线圈J2、单刀双掷开关的公共端e、单刀双掷开关的常闭端g、单刀双掷开关的常开端f，北斗卫星信号接收器D1的电源输入端和GPRS模块D2的电源输入端并联后与单刀双掷开关的公共端e连接在一起，单刀双掷开关的常开端f与接收器供电电源VCC连接在一起，第一个三极管V1的基极通过第一电阻R1与启动定位信号输入端W1连接在一起，第一个三极管V1的发射极接地，第一个三极管V1的集电极与前激励线圈J1的一端a连接在一起，前激励线圈J1的另一端b与控制电路电源VDD连接在一起，第二个三极管V2的基极通过第二电阻R2与关闭定位信号输入端W2连接在一起，第二个三极管V2的发射极接地，第二个三极管V2的集电极与后激励线圈J2的一端d连接在一起，后激励线圈J2的另一端c与控制电路电源VDD连接在一起。
GPRS模块D2是通过RS232总线与北斗卫星信号接收器D1连接在一起的，GPRS模块D2通过GPRS网络与目标手机D3无线连接在一起。
一种水下装备的低功耗卫星定位主动示位电路的控制方法，其特征在于以下步骤：
第一步、在启动定位信号输入端W1上，输入启动定位高电平信号，第一个三极管V1导通，前激励线圈J1得电，单刀双掷开关继电器中的铡刀开关动作，将公共端e与常开端f连接在一起，接收器供电电源VCC开始为北斗卫星信号接收器D1和GPRS模块D2供电，北斗卫星信号接收器D1接收北斗卫星U1的信号后，将定位及主动示位信号通过RS232总线传送给GPRS模块D2，GPRS模块D2又通过GPRS网络，将定位及主动示位信号传送给目标手机D3；
第二步、北斗卫星信号接收器D1完成定位及主动示位信号传送后，在关闭定位信号输入端W2，输入关闭定位信号高电平，第二个三极管V2导通，后激励线圈J2得电，单刀双掷开关继电器中的铡刀开关动作，将公共端e与常开端f断开，切换到将公共端e与常闭端g连通的位置，将北斗卫星信号接收器D1的供电电源和GPRS模块D2供电电源切断，停止接收器供电电源VCC的输出，实现了低功耗的目的；
通过本电路设计，本发明利用卫星接收器实现对水下装备定位、位置信息捕获，定位成功后再利用GPRS网络主动向目标手机传送位置信息，定位启动或关闭自行可控，没有大功率无线电功放或北斗发射模块激发，有效降低了整机功耗，特别适用于对水下装备执行长期监测、跟踪任务，无需人员24小时长期值守，定位信息直发手机，在保证定位及时、有效前提下，为水下装备安全性提供重要保障。