CN104637336A - 一种电动车辆智能综合管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种电动车辆智能综合管理系统，包括整台设备的核心控制器件CPU，以CPU为中心，连接北斗GPS双模模块，GSM/GPRS模块，蓝牙电路，NFC电路，存储模块，开关量输入输出模块及电源管理模块。采用此系统可以实现用户信息和车辆行驶信息的存储、读写，交通管理部门可以使用智能手机或其它便携设备通过近距离无线通信的方式读取本设备内部的车辆信息、车主信息，可以对应到车主个人，方便对车辆的执法和管理。
Description
技术领域
本发明涉及卫星定位技术和近距离无线通信技术的应用领域，尤其涉及一种电动车辆的智能化综合管理系统。
背景技术
近年来，随着人们生活水平提高、工作节奏加快，经济便捷的电动车紧跟摩托车的步伐，成为城乡群众出行的重要交通工具，又因其不用考驾照、不用上牌、不用戴头盔、不用交任何税费等而广受市民青睐。基于电动车的便捷性和灵活性，不少车主认为车小好掉头，往往无视交通法规，随意逆行、闯红灯、不按道行驶。同时，车主普遍抱有交通违法从众心理，成群结队闯红灯等交通违法行为频频发生。而在广袤的乡村道路上，酒后驾驶、超速行驶、任意掉头和横穿马路等现象更为普遍。
然而，据交警部门的统计，近年来的交通事故中，电动车占了很大比例，而且呈逐年上升的趋势。并且交警系统所提供的数据仅指伤亡严重的、报了案的，小事故、私了的都不计入其中。但据调查，报案的比不报案的要少很多。因为电动车不用登记就可上路、也没有参加保险，交警部门也没有正式出台有章可循的管理办法，所以民间私了的风气悄然形成。此风一涨，极有可能从普通的交通事故发展成纠纷、甚至是刑事案件，但由于电动车门槛低、数量多，处罚难，管理不严；加之警力有限，不少地方对电动车的违法行为听之任之，客观上助长了这种行为。
另据公安部门的统计，每年电动车被盗的案件呈逐年上升的趋势，但都因为没上牌、没档案，一旦被盗，即使报案也很难找回来。据调查，电动车“二手”市场十分活跃，花500元就可以买到价值2000余元的赃车。
此外，用了好多年的老电动车，本应退出“江湖”，但修修补补后又上了路，并且没有专门的机构予以监督检验，这就势必造成安全方面的隐患。再就是有关部门还要从源头抓起，对某些厂家生产电动车应该符合的国家质量技术标准予以监督；对电动车的限速、重量出台一个标准；对经销商、修理改装机构、二手车交易等实行严格管理；对电动车的交通管理、完善保险、责任认定等也亟待解决。
以上种种现象说明，加强电动车管理刻不容缓。
另外，大部分定位系统功能由GPS提供，现GPS被美国掌控，存在美国人为关闭，或者我国为军事战略考虑而有意屏蔽的安全隐患，北斗卫星为我国所有，目前亚太地区定位性能良好，使用北斗定位有益于发展我国的北斗卫星应用产业。
发明内容
为解决以上问题，本发明研发了一种电动车辆智能管理系统，包括整台设备的核心控制器件CPU，本发明以CPU为中心，通过CPU上的外设USB、PMP、SPI、USART、IIC多种通信接口，连接北斗GPS双模模块，GSM/GPRS模块，蓝牙模块，NFC模块，存储模块，开关量输入输出模块及电源管理模块。
所述北斗GPS双模模块，互为备用，增加可靠性；通过串口和控制信号与所述CPU连接，CPU控制北斗GPS双模模块的启动和工作模式，所述北斗GPS双模模块连接内置天线，接收北斗卫星及GPS卫星的定位信号，转换后输出给CPU处理；
所述GSM/GPRS模块通过串口和控制信号与所述CPU连接，CPU控制GSM/GPRS模块的启动和工作模式，GSM/GPRS模块连接内置天线，输出数据给CPU处理，并与远程的软件平台进行通信，向软件平台上传自身的定位信息，接收软件平台下发的控制命令；
所述蓝牙模块通过串行SPI接口与CPU连接，CPU控制蓝牙模块的启动与工作模式，所述蓝牙模块包括蓝牙电路及内置板载天线，所述蓝牙电路通过板载天线和带蓝牙功能的智能手机或其他蓝牙设备进行无线通信，接收外部设备的请求命令，上传自身存储的设备信息、车主信息；
所述NFC模块通过串行SPI接口与CPU连接，CPU控制NFC电路的启动和工作模式，所述NFC模块内的NFC电路通过板载天线和带NFC功能的智能手机或其他NFC设备进行无线通信，接收外部设备的请求命令，上传自身存储的设备信息、车主信息；
所述存储模块，负责数据信息的存储，断电后可以自动保存，并通过串行SPI接口连接CPU，通过读写操作向存储模块中存入或读出设备信息、车主信息；
所述开关量输入输出模块负责CPU的低电平开关量信号与外部设备需求的其它开关量信号的转换，通过开关量信号与CPU连接，接收设备外部的电动车启动、熄火等开关量输入信号，发送开关量输出信号控制设备外部的告警喇叭、断电开关等；
所述电源管理模块负责把外部输入的高压、变化电源转换为CPU需求的低压、稳定电源，供给CPU和其它模块使用。
上述的电动车辆智能管理系统通过加密数据以无线通信的方式和配套的监控中心定位跟踪管理平台软件、智能手机等移动终端的应用软件进行连接，组成一个完整系统，实现电动车智能定位跟踪、支付管理等功能。
本发明的有益效果：
1、采用蓝牙无线通信和数据存储模块，可以实现用户信息和车辆行驶信息的存储、读写，交通管理部门可以使用智能手机或其它便携设备通过近距离无线通信的方式读取本设备内部的车辆信息、车主信息，可以对应到车主个人，方便对车辆的执法和管理；
2、设计有NFC无线通信模块，可以和带有NFC功能的智能手机进行无线通信，通过CPU计算使用时间和费用扣除，实现公共电动车租用业务的费用支付管理。
3、设计有北斗、GPS双卫星定位功能，GPS被美国掌控，存在美国人为关闭，或者我国为军事战略考虑而有意屏蔽的安全隐患；北斗卫星为我国所有，目前亚太地区定位性能良好，可以稳定实用，不存在安全隐患，同时使用北斗定位有益于发展我国的北斗卫星应用产业。
采用北斗GPS双模模块，可以同时进行北斗和GPS双模定位，在任何一种定位功能失效后另外一种定位功能可起到备用作用。
附图说明
图1：电动车辆智能综合管理系统原理示意图；
图2：北斗GPS双模模块原理示意图
图3：GSM/GPRS模块原理示意图；
图4：蓝牙模块原理示意图；
图5：NFC模块原理示意图；
具体实施方式
结合附图与具体实施方式对本技术方案做以下说明：
如附图1所示为所述电动车辆智能管理系统的架构示意图，本发明包括整台设备的核心控制器件CPU，通过CPU上的外设USB、PMP、SPI、USART、IIC多种通信接口，连接北斗GPS双模模块，GSM/GPRS模块，蓝牙电路，NFC电路，存储模块，开关量输入输出模块及电源管理模块，其中CPU采用美国TI公司生产的MSP430F5419A，该产品具有低能耗高性能特性，保证整个系统的运行。
如附图2所示，所述北斗GPS双模模块，北斗GPS互为备用，增加可靠性，北斗GPS双模模块电路通过UART串口通信控制信号与所述CPU连接，CPU使用GPIO口控制北斗GPS双模模块的启动和工作模式，所述北斗GPS双模模块外接连接1.5GHz内置天线，接收北斗GPS卫星的射频信号，转换后输出给CPU处理；北斗GPS双模模块采用MTK低功耗芯片设计，兼容GPS、GLONAAS北斗双系统定位，定位精度2.5米，功耗40Mw；若出现电动车丢失情况，可根据卫星定位信号，利用定位跟踪管理平台软件追踪电动车位置，避免电动车丢失。
如附图3所示，所述GSM/GPRS模块电路通过UART串口通信控制信号与所述CPU连接，CPU使用GPIO口控制GSM/GPRS模块的启动和工作模式，GSM/GPRS模块电路连接900M/1800M双频天线内置天线，实现无线移动数据的收发，并输出数据给CPU处理，从而实现向远程的软件平台上传自身的定位信息，并接收软件平台下发的控制命令；所述GSM/GPRS模块电路使用SIMCOM公司生产的SIM900A，可以低功耗实现数据信息的传送；GSM/GPRS模块连接SIM卡实现用户的唯一认证。
如附图4所示，所述蓝牙模块通过串行SPI接口与CPU连接，CPU控制蓝牙模块的启动与工作模式，蓝牙电路通过2.4G板载天线和带蓝牙功能的智能手机或其他蓝牙设备进行无线通信，接收外部设备的请求命令，上传自身存储的设备信息、车主信息。所述蓝牙电路芯片使用戴乐格(Dialog)公司的DA14580，该芯片内建一个32-bit ARM Cortex MO内核，以及一个内建在芯片上的闪存；内部拥有一个功率管理区块，通过精准地打开和关闭每个芯片块的供电，能够将功耗降至最低。蓝牙电路芯片DA14580外接16M晶体和32K晶体，产生内部正常工作时钟和低功耗工作时钟；
如附图5所示，所述NFC模块通过串行SPI接口与CPU相连。CPU控制NFC电路的启动和工作模式，NFC电路通过板载天线和带NFC功能的智能手机或其他NFC设备进行无线通信，实现无线支付功能；所述NFC电路芯片使用迈来芯公司的MLX90132，该芯片是13.56MHz全集成的多协议NFC/RFID收发器，包括一个采用子载波检测和可编程位/信号编码器/解码器的数字解调器，为支持NFC嵌入了标签仿真功能。NFC电路芯片MLX90132外接27M晶体产生内部工作时钟；TX管脚外接13.56MHz射频发射电路，RX管脚外接13.56MHz射频接收电路，实现无线信号的收发；
所述存储模块使用SPI flash芯片，负责数据信息的存储，断电后可以自动保存，并通过SPI接口与CPU连接，通过读写操作向存储模块中存入或读出设备信息、车主信息，当车辆丢失时，可快速获取车主信息；
所述开关量输入输出模块负责CPU的低电平开关量信号与外部设备需求的其它开关量信号的转换，通过开关信号与CPU连接，接收设备外部的电动车启动、熄火等开关量输入信号，发送开关量输出信号控制设备外部的告警喇叭、断电开关等；
所述电源管理模块负责把外部输入的高压、变化电源转换为CPU需求的低压、稳定电源，供给CPU和其它模块使用。
上述的电动车辆智能管理系统通过加密数据以无线通信的方式和配套的监控中心定位跟踪管理平台软件、智能手机等移动终端的应用软件进行连接，组成一个完整系统，实现电动车智能定位跟踪、支付管理等功能。
Claims (3)
1.一种电动车辆智能综合管理系统，其特征在于：包括
a)整台设备的核心控制器件CPU；
b)北斗GPS双模模块：通过串口和控制信号与所述CPU连接，CPU控制北斗GPS双模模块的启动和工作模式，所述北斗GPS双模模块连接天线，接收北斗卫星及GPS卫星的定位信号，转换后输出给CPU处理；
c)GSM/GPRS模块：通过串口和控制信号与所述CPU连接，GSM/GPRS模块连接天线，输出数据给CPU处理，并与远程的软件平台进行通信，向软件平台上传自身的定位信息，接收软件平台下发的控制命令；
d)蓝牙模块：通过蓝牙电路串口与CPU连接，蓝牙电路通过板载天线和带蓝牙功能的智能手机或其他蓝牙设备进行无线通信，接收外部设备的请求命令，上传自身存储的设备信息、车主信息；
e)NFC模块：通过NFC电路与CPU连接，NFC电路通过板载天线和带NFC功能的智能手机或其他NFC设备进行无线通信，接收外部设备的请求命令，上传自身存储的设备信息、车主信息；
f)存储模块：通过串口连接CPU，通过读写操作向存储模块中存入或读出设备信息、车主信息，断电后可自动保存。
g)开关量输入输出模块：通过开关信号与CPU连接，接收设备外部的电动车启动、熄火等开关量输入信号，发送开关量输出信号控制设备外部的告警喇叭、断电开关等。
h)电源管理模块：负责把外部输入的高压、变化电源转换为CPU需求的低压、稳定电源，供给CPU和其它模块使用。
2.根据权利要求1所述电动车辆智能综合管理系统，其特征在于：所述北斗GPS双模模块，采用北斗与GPS卫星互为备用，增加了定位的可靠性，通过内置板载天线保证信号的收发。
3.根据权利要求1所述电动车辆智能综合管理系统，其特征在于：电动车辆智能综合管理系统中设计蓝牙模块、NFC模块及存储模块，可实现可实现车辆租用的电子支付，同时可便于交通管理部门对车辆的执法和管理。
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