便携式户外手摇发电定位装置制造方法及图纸

便携式户外手摇发电定位装置涉及一种户外用自动定位及方向判别系统，属于电子技术领域。包括发电器件、单片机、传感器模块和显示模块。其特征在于具有长时间使用、无明确电量上限限制、即握即用、体积小、稳定性高等优点。使用者能够快速、简单的掌握其使用方法，无需调试即可使用。同时整个仪器具有良好的抗干扰性能,GPS信号覆盖率达98%，其应用场合不仅仅局限于户外，更可以扩展到其它所需要定位及方位测量的场所或场景。使用时，操作人员直接手握挤压握臂，令发电器件供能，定位仪开始工作并测量相关数据，依据所写入的程序将数据显示在OLED屏幕上，待读数稳定后，所显示的数据即为当前位置定位和方向数据。该定位仪使用方便，界面易读，效率高，能即时操作、无电量上限限制，尤其适合于户外场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利技术主要涉及电子
，使用者通过该仪器可以进行自行手握式发电、户外指北方向提示和显示全球卫星定位系统提供的经纬度及海拔高度。
技术介绍
方向判别定位和高精度定置测量一直是户外运动安全方面，极为重要且不可或缺的部分，它事关户外运动的游客人身及财产安全。基于接收全球卫星定位系统信号的GPS电子模块和根据地磁判断南北方向的电子罗盘模块提供的信号，为户外使用者提供正北方向指示及高精度定位信息。由于技术需求，所有电子罗盘及全球定位模块都需要电力供给，现在市场上最为常见的手持式GPS定位仪器的电力供给要么是可装卸的干电池或镍铬镍氢电池，要么是内置不可装卸的锂电池。现在的电池电量虽然在不断大大扩大容量的大小，但是同时这个因素也限制住了手持式GPS可使用时间限制，无论是市场上常见的48小时续航或72小时续航，在电池电量不足以支撑电子模块设备的使用时，便不能继续工作提供信息。如何尽可能的减小设备损耗、提高电池电量容量大小、延长设备续航时间，成为了户外定位设备必须要解决的问题。而上述三个问题中，电池电量容量是最为根本的问题，鉴于此问题，提出了便携式户外手摇发电定位装置的概念，由于本专利技术工作时完全为即握即用，从根本上去除了电池电量上限的问题，完全满足了户外长时间续航工作需求，提高户外旅行人员的人身安全，不用考虑后备电池的携带问题，减轻旅行人员的负担。
技术实现思路
本专利技术主要针对以上问题提出的解决方案，目的是提供一种便携式户外手摇发电定位装置，具有如下特性：便携式户外手摇发电定位装置，包括发电器件、单片机、传感器模块（包含电子罗盘模块、GPS模块）和显示模块。其中，发电器件为手握式小型发电机模块；单片机采用市场上可购得的STM8S208单片机，其中包含稳压电路、升压降压电路；传感器模块为电子罗盘模块和高性能GPS模块；显示模块为一块小型0.96寸OLED显示屏。发电器件作为能量来源，通过小型手握式发电机通过机械运动将机械能由直流发电机转换为电能提供能源，令本专利技术正常使用。单片机使用的是STM8S208型号单片机，利用单片机编程，将传感器模块的信号经过算法计算之后得出地磁位置，然后将位置信息数据存入RAM的一个数组中，再通过OLED把数组里的值显示出来即显示了地理位置，转换电路可令电压平稳，按需求升压或降压后为传感器器件供能，使之正常工作。传感器模块中。包含电子罗盘模块和GPS模块。电子罗盘模块内置加速度传感器ADXL345、磁场强度传感器HMC5883L。在通电工作的时候，传感器模块正常工作，输出所需位置信息等数据返回到单片机中；GPS模块型号负责搜寻GPS信号，当GPS模块内置电池没电的情况下，通电之后，GPS模块为冷启动模式，由于硬件原因，最短需要27秒时间搜寻GPS信号，搜寻到信号后传递给单片机进行运算，在断电后，GPS模块内置电池可以提供大约30分钟的供电时间，令GPS模块可以继续工作并记录数据。当GPS模块在内置电池供电的时间段内重新工作时，若再次检测的信号不正常，则需要27秒时间进行检测；若再次检测的信号正常，则可1秒立即工作。两种模块协同工作以达成位置定位、方向判别的功能目标。显示模块使用的是一块0.96寸OLED显示屏。该显示屏采用SSD1306驱动芯片，拥有支持3V-5V直流电压、低功耗、兼容众多控制芯片、可视角度大、128*64分辨率、采用自发光单元等优点。程序控制单片机，将所需要显示的数据输出显示到OLED显示屏中，以达成位置信息和方向判别的显示目的。与现有管理手段相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过将几个所需功能的模块进行整合和设计，以达到具有长时间使用、无电量上限限制、即握即用、体积小、稳定性高等优点。使用者能够快速、简单的掌握其使用方法，无需调试即可使用。同时整个仪器具有良好的抗干扰性能，GPS信号覆盖率达98%，其应用场合不仅仅局限于户外，更可以扩展到其它所需要定位及方位测量的场所或场景。本专利技术结构简单、易于检修、使用方便、应用范围广，具有广阔的市场范围和实用价值。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是装置原理简图。图2是装置内部元件及接线图。具体实施方式下面结合实例及系统详图对本专利技术作进一步说明。便携式户外手摇发电定位装置主要作用即为位置定位和方向指示。本专利技术主要创新专利技术部分为传感器模块、单片机、OLED显示模块部分，下面主要介绍与设计相关的特性和目的如何实现，发电器件不做主要介绍。总体工作过程，简述如下：当用户使用便携式户外手摇发电定位装置（以下简称定位仪）手握握臂挤压，齿轮带动小型直流发电机转动产生电能，电能供给单片机和传感器工作。单片机在预先写好的程序下读取传感器检验到的各类数据存入单片机RAM，程序再将存入的数据一一显示到OLED屏幕上为使用者提供需要的信息。由于结构设计特性，使用者必须连续挤压握臂，直至屏幕上显示数据稳定下来，即为当前位置所在经纬度、高度、方位等信息。以下是详细工作实施方式：电子罗盘模块内包含四个板载传感器，工作作用分别为三轴加速度计、弱磁传感器、模数转换器和气压传感器，在本专利技术中，主要用到的是ADXL345型超低功耗三轴加速度计、HMC5883L型弱磁传感器芯片和ITG3205型模数转换器。当给传感器供工作电压后，传感器正常工作，弱磁传感器芯片中HMC118X系列磁阻传感器开始工作，将信号传递给该芯片中集成的集成放大电路用以放大信号，然后信号经过三轴加速度计检测的信号传入该芯片中进行偏差校准，最后经过放大和校准的信号通入12位模数转换器，输出精度控制在1°到2°的信号至单片机。GPS模块可以在当其内置电池没电的情况下，通电之后，GPS模块为冷启动模式，由于硬件设计原因，最短需要27秒时间搜寻GPS信号，搜寻到信号后传递给单片机进行运算，在断电后，GPS模块内置电池可以提供大约30分钟的供电时间，令GPS模块可以继续工作并记录数据。当GPS模块在内置电池供电的时间段内重新工作时，若再次检测的信号不正常，GPS模块进行温启动，需要27秒时间进行检测；若再次检测的信号正常，GPS模块进行热启动，可1秒立即工作。单片机在通电开始工作后按照预先内置的程序加载OLED显示屏驱动，同时接收电子罗盘模块和GPS模块不断传入的数字信号，根据内置程序的算法进行计算并存入数组。当RAM中存入了各类信息后，程序将信息导入OLED屏幕，实时显示给使用者。当停止挤压握臂后，定位仪断电，单片机、电子罗盘模块停止工作，RAM中储存的数据清空，为下一次使用做准备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种户外用便携式户外手摇发电定位装置，包括发电器件、单片机、传感器模块和显示模块。

【技术特征摘要】
1.一种户外用便携式户外手摇发电定位装置，包括发电器件、单片机、传感器模块和显示模块。2.根据权利要求1所述的便携式户外手摇发电定位装置，其特征在于：所述传感器（两种）和单片机组成的控制系统其主要功能包括：传感器主要作为采集外界位置与方位信息、信息汇总及误差校准、输出数字量信息，单片机主要进行各种传感器数据的处理、存储、通信。3.根据权利要求1所述的便携式户外手摇发电定位装置，其特征在于：由...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲延华，赵东升，王一名，赵宇峰，张佳琪，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21