专利名称：基于w90221x的gps电子海图导航仪的制作方法
技术领域：
计算机嵌入式(电子海图导航仪)应用。
背景技术：
近年来，随着科技的发展，航海仪器发展迅速，尤其是对航运安全有关的助航设备更是令政府和船主的关注。其中象GPS定位仪、电子海图、海底测深仪(也用作探鱼)等就是近几年的高科技的产物，是商船、渔船、工作船、游艇、等航海的必备设备，每条船只都得配备象GPS定位仪、电子海图等类的设备。而目前这些设备基本上均依赖于进口，设备价格高，维修困难，加上海上使用条件差，一般设备2-5年就得买新，使用成本较大。而我国国产的航海类设备很少，而且大部分也是组装或贴标销售，GPS海图仪国内深圳有一家生产，浙江省尚无生产企业。目前市场上销售的进口 GPS定位仪与电子海图存在以下主要的缺点 1. GPS海图仪所用的海图较老，而这几年国内的航海航道也在变化，加上国外制作的海图， 海图上标识物少，海域不全，信息不详，特别是沿岸的变化最大，对航行参考带来较大的误差。2.无长江内陆航道的电子海图。3.设备成本高，一般在万元左右。4.采用工控机作为主处理器，系统稳定性、保密性差。本研究来源于2009年浙江省科技厅一般科研项目。国产化嵌入式GPS与海图仪产品的GPS与海图合二为一，同时具有GPS导航、电子海图的功能，采用32位嵌入式处理器的海图仪具有系统集成度高、性能稳定、开发成本低、软件保密性好等优点，产品开发以来， 对同类产品的价格、使用功能、性能各方面产生较大的可比性。

发明内容
1、研制了以W90221X处理器为核心的嵌入式国产化GPS船用导航仪的一体化硬件组成体系(硬件电路设计以W90221X为核心处理器，单片机P87LPC768为辅助处理器，程序存储器用512KB的W29C040，文件存储器使用SAMSUNG公司的16MB的N-flash 芯片K9F2808，内存使用二片4MBX16Bit的芯片HY57V641620HGT-H。宽电压电源设计 (直流输入10-40V)，电路板采用一块双面印制板单面贴片安装工艺，结构紧凑，尺寸很小 (140X 107mm)，GPS模块直接插入主板紧固，可直接驱动VGA显示器。)。2、编写了大量的自主知识产权的控制软件，包括显示器驱动程序、Nand flash读写程序、MCU等初始化配置程序、遥控指令码功能程序、串口等其它设备驱动程序、操作系统内核函数、Nand flash格式化函数、文件管理系统函数、GPS信息处理、嵌入式电子海图数据最优处理算法、嵌入式电子海图显示操作控制程序等等。3、制作了适合嵌入式应用的中国长江内陆航道电子海图及中国沿海海图。4、国产化嵌入式GPS海图仪产品同时具有GPS导航、电子海图的功能，采用 W90221X嵌入式处理器，具有系统集成度高、性能稳定、开发成本低、软件保密性好等优点， 主板可以与不同尺寸的液晶显示器组装成一体机。


1.附图1是GPS电子海图仪的硬件组成结构图。硬件电路设计以W90221X为核心处理器，单片机P87LPC768为辅助处理器，程序存储器用512KB的W29C040，文件存储器使用SAMSUNG公司的16MB的N-flash芯片K9F2808，内存使用二片4MBX16Bit的芯片 HY57V641620HGT-H。2.附图2是GPS电子海图仪的软件层次结构图。软件程序体系结构分三个层次硬件驱动层、文件管理层(操作系统内核、文件管理系统、网络协议栈、图形用户界面系统(GUI))与应用接口函数(API)、应用层。硬件驱动层程序主要有显示器驱动程序、 Nand flash读写程序、MCU等初始化配置程序、遥控指令码功能程序、串口等其它设备驱动程序等等。文件管理层程序主要有操作系统内核函数(Command, c check, c cominit. c Xmodem, c等)、Nand flash格式化函数、文件管理系统函数。应用层程序主要有GPS信息处理、嵌入式电子海图数据最优处理算法、嵌入式电子海图显示操作等多项自主新软件技术。3.附图3是GPS电子海图仪电路原理图，包含控制板上所有电子元件。4.附图4是分体式GPS电子海图仪(GP768)产品外形图，显示器可由用户自由选配。5.附图5是一体式GPS电子海图仪(SUNDA 768II)产品外形图，产品种类有10 寸、12寸、15寸、17寸等。6.附图6是导航模式下GPS电子海图仪实际信息显示图。主机能显示的主要信息有实时公历、农历日期及北京时间，本船实时船位(经纬度)及航速航向，光标点的经纬度及距本船的距离与方向，船体四周的海域地形图(可放大与缩小，能显示海区名、航标、水深线等信息)，其它综合信息(海水温度、电源电压、卫星状态等)。主机能操作的主要功能有导航模式、记录自船位、记录MOB、记录航路点、记录标记、记录航线、编辑自船位、编辑航路点、编辑标记、编辑航线、编辑航迹、查看MOB、调用航路点、调用自船位、调用航线、调用锚点、显示设置、参数设置、出厂设置、定位设置、测距、日历、资料、对景图等。
具体实施例方式有相关技术需求或生产意向的单位可以以技术转让、合作生产等多种方式进行洽谈与协商。
权利要求
1.一种国内航行用的嵌入式电子海图导航仪设计方案，特征是采用华邦公司的32位 ARM核芯片W90221X作为处理器，嵌入式控制器与显示器合二为一，全自主嵌入式软硬件设计，全球坐标系，内置嵌入式中国区海图及长江航道、太湖水域等部分内陆航图，具有航船定位、辅助实时导航、航线记录等功能。
2.根据权利要求1的设计方案，硬件电路设计以W90221X为核心处理器，单片机 P87LPC768为辅助处理器，程序存储器用512KB的W29C040，文件存储器使用SAMSUNG公司的 16MB 的 N-flash 芯片 K9F2808，内存使用二片 4MBX 16Bit 的芯片 HY57V641620HGT-H。宽电压电源设计(直流输入10-40V)，电路板采用一块双面印制板单面贴片安装工艺，结构紧凑，尺寸很小(140 X 107mm)，GPS模块直接插入主板紧固，可直接驱动VGA显示器。
3.根据权利要求1的设计方案，自主软件程序体系结构分三个层次硬件驱动层、文件管理层(操作系统内核、文件管理系统、网络协议栈、图形用户界面系统(GUI))与应用接口函数(API)、应用层。硬件驱动层程序主要有显示器驱动程序、Nand flash读写程序、MCU 等初始化配置程序、遥控指令码功能程序、串口等其它设备驱动程序等等。文件管理层程序 (Command, c check, c cominit. c Xmodem, c^) >Nand flash 式化函数、文件管理系统函数。应用层程序主要有GPS信息处理、嵌入式电子海图数据最优处理算法、嵌入式电子海图显示操作等多项自主新软件技术。
全文摘要
基于W90221X的GPS电子海图导航仪属于计算机嵌入式(电子海图导航仪)应用领域。研制生产了国产内海使用的带GPS导航功能的电子海图仪。采用全自主嵌入式软硬件设计，全球坐标系，内置自制的中国区海图及长江航道、太湖水域等部分内陆航图。主机屏能显示的主要信息有实时公历、农历日期及北京时间，本船实时船位(经纬度)及航速航向，光标点的经纬度及距本船的距离与方向，船体四周的海域地形图(可放大与缩小，能显示海区名、航标、水深线等信息)，其它综合信息(海水温度、电源电压、卫星状态等)。主机能操作的主要功能有导航模式、记录自船位、记录MOB、记录航路点、记录标记、记录航线、编辑自船位、编辑航路点、编辑标记、编辑航线、编辑航迹、查看MOB、调用航路点、调用自船位、调用航线、调用锚点、显示设置、参数设置、出厂设置、定位设置、测距、日历、资料、对景图等。
文档编号G01C21/00GK102410835SQ20101028708
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者楼然苗, 陈斌 申请人:楼然苗, 陈斌