專利名稱：基于Android手機(jī)控制的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置，特別是涉及一種通過基于 Android手機(jī)控制的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
天文愛好者使用天文望遠(yuǎn)鏡觀察特定天體時(shí)，需要調(diào)整支架上天文望遠(yuǎn)鏡的方位角和仰角。此外，由于地球自轉(zhuǎn)的影響，每個(gè)所觀測(cè)天體的方位角和地平高度都在隨時(shí)間而變化。因此，為了持續(xù)觀察某一個(gè)天體，就需要不斷地改變望遠(yuǎn)鏡的方位角和仰角。對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來講，設(shè)定望遠(yuǎn)鏡的方位角和仰角并在觀測(cè)過程中還要不斷地進(jìn)行調(diào)整，這項(xiàng)工作是比較困難而且繁瑣的。目前解決上述尋星與跟蹤問題的觀測(cè)裝置分為兩類，一類是采用傳統(tǒng)赤道儀的尋星跟蹤裝置，采用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)赤道儀從而控制望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)跟蹤功能，但缺點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)快速尋星的操作；另一類是由計(jì)算機(jī)根據(jù)自帶的天體參數(shù)庫進(jìn)行計(jì)算處理，控制伺服電機(jī)改變望遠(yuǎn)鏡指向天空的位置，可以實(shí)現(xiàn)快速尋星與跟蹤功能， 該計(jì)算機(jī)可以是通過電纜連接的普通筆記本，也可以是帶有按鍵和顯示屏的嵌入式計(jì)算機(jī)。但前者的缺點(diǎn)是需要通過有線方式外接筆記本，野外觀測(cè)不太方便；而后者的缺點(diǎn)是顯示屏幕小，通過菜單方式選擇被觀測(cè)天體使得界面不直觀且操作繁瑣。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置的不足，提供一種更加簡(jiǎn)化、便攜性強(qiáng)以及用戶體驗(yàn)更好的基于Android手機(jī)控制的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置，該裝置通過隨身攜帶的Android手機(jī)，使用觸控界面控制天文望遠(yuǎn)鏡完成尋星與跟蹤操作。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種基于Android手機(jī)控制的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置，其特征在于包括Android手機(jī)、WiFi模塊、主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和伺服電機(jī)。所述的Android手機(jī)為一般的基于谷歌開源Android平臺(tái)的手機(jī)，包括觸控界面、 GPS接收器、WiFi無線通信接口，所述的Android手機(jī)增加一天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤控制程序。所述的WiFi模塊、主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和伺服電機(jī)構(gòu)成控制天文望遠(yuǎn)鏡指向的控制部分。主控模塊是控制部分的核心，它分別連接WiFi模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，而驅(qū)動(dòng)模塊再與伺服電機(jī)相連。主控模塊的處理工作非常簡(jiǎn)單，從WiFi模塊讀取一組參數(shù)，通過驅(qū)動(dòng)模塊控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到指定角度并定期進(jìn)行調(diào)整。所述的Android手機(jī)的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤控制程序采用Java語言編寫。 該程序通過手機(jī)GPS接收器獲取時(shí)間與地理位置參數(shù)，利用多點(diǎn)觸控界面展示天體星空?qǐng)D并獲取用戶所選定的觀測(cè)天體，然后根據(jù)當(dāng)前時(shí)間、地理位置以及所觀測(cè)天體的相關(guān)參數(shù)計(jì)算出用于控制望遠(yuǎn)鏡指向的一系列參數(shù)，通過手機(jī)WiFi無線連接傳送到天文望遠(yuǎn)鏡的主控模塊中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋星與跟蹤功能。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)充分利用了隨身攜帶、日益普及的Android手機(jī)的硬件資源和計(jì)算能力，將星空?qǐng)D的展示、觸控手勢(shì)處理、天體參數(shù)庫、計(jì)算處理和GPS信號(hào)采集都集中到手機(jī)端，降低了天文望遠(yuǎn)鏡控制部分的復(fù)雜度。使用流行的圖形化界面與多點(diǎn)觸控提升了用戶體驗(yàn)，WiFi 技術(shù)的采用使遠(yuǎn)距離控制成為可能，方便用戶進(jìn)行戶外觀測(cè)。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。主要組件符號(hào)說明如下1為Android手機(jī)，2為WiFi模塊，3為主控模塊，4為驅(qū)動(dòng)模塊，5為伺服電機(jī)。
具體實(shí)施方式
為了更清楚的表述本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種基于Android手機(jī)的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星系統(tǒng)， 它包括Android手機(jī)l、WiFi模塊2、主控模塊3、驅(qū)動(dòng)模塊4、伺服電機(jī)5。后4個(gè)模塊構(gòu)成天文望遠(yuǎn)鏡的控制部分。Android手機(jī)所運(yùn)行的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤控制程序通過 WiFi無線連接到望遠(yuǎn)鏡的主控模塊，發(fā)送控制參數(shù)，主控模塊接收控制參數(shù)并通過驅(qū)動(dòng)模塊控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋星與跟蹤功能。本實(shí)用新型主要是利用運(yùn)行在Android平臺(tái)上的自動(dòng)尋星與跟蹤控制程序，讀取Android手機(jī)GPS接收器的時(shí)間和地理位置的經(jīng)緯度，在用戶通過多點(diǎn)觸控屏幕選擇要觀測(cè)的天體后，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間、地理位置以及目標(biāo)天體的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出望遠(yuǎn)鏡的初始方位角和仰角，以及為了自動(dòng)跟蹤目標(biāo)天體而對(duì)方位角和仰角不斷進(jìn)行調(diào)整的一組參數(shù)。這組參數(shù)通過WiFi無線連接傳送到望遠(yuǎn)鏡的主控模塊，完成對(duì)目標(biāo)天體的指向與跟
S示οAndroid手機(jī)1包括WiFi無線接口和GPS接收器，安裝有自動(dòng)尋星與跟蹤控制程序，用于讀取Android手機(jī)1中GPS接收器的時(shí)間信息和地理位置信息；并以圖形方式展示星空?qǐng)D、觸控方式選擇目標(biāo)觀測(cè)天體；計(jì)算目標(biāo)天體的當(dāng)前位置以及未來一段時(shí)間(持續(xù)觀測(cè)時(shí)間)的位置；變換目標(biāo)天體的位置參數(shù)為望遠(yuǎn)鏡方位角和仰角的初始值及一系列對(duì)應(yīng)的調(diào)整值；通過WiFi將最后變換出的一組參數(shù)值傳送到主控模塊3中。WiFi模塊2采用普通支持802. llb/g標(biāo)準(zhǔn)的低功耗芯片實(shí)現(xiàn)，完成高速無線數(shù)據(jù)傳輸。主控模塊3采用微控器或嵌入式處理器為核心構(gòu)成，完成硬件初始化，讀取WiFi 模塊接收的一組參數(shù)，控制伺服電機(jī)工作。驅(qū)動(dòng)模塊4采用適用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)5的普通直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，輸出電壓 12V，最大連續(xù)輸出電流2A，輸出編碼器電源5V，100mA，反饋元件為增量式編碼器。伺服電機(jī)5采用普通直流伺服電機(jī)，控制天文望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到指定的方位角和仰角。以上公開的僅為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種基于Android手機(jī)控制的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置，它由Android手機(jī)、 WiFi模塊、主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和伺服電機(jī)構(gòu)成，其特征在于主控模塊分別電連接WiFi和驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊電連接伺服電機(jī)，Android手機(jī)通過WiFi無線鏈路連接主控模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種通過基于Android手機(jī)控制的天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星與跟蹤裝置，它由Android手機(jī)、WiFi模塊、主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和伺服電機(jī)組成。利用Android手機(jī)在觸控界面上選擇要觀測(cè)的天體，通過WiFi無線連接將一組參數(shù)傳送到主控模塊，主控模塊經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋星與跟蹤功能。本實(shí)用新型突破了使用嵌入式計(jì)算機(jī)帶來的界面不友好以及使用有線方式外接筆記本導(dǎo)致戶外觀測(cè)不方便的局限性，操作直觀簡(jiǎn)便，大幅度提升了用戶體驗(yàn)。
文檔編號(hào)G05D3/12GK202334667SQ20112029220
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者周樂充 申請(qǐng)人:周樂充