CN1450338A - 车辆定位导航装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆定位导航装置，属车辆定位技术领域。该装置中卫星信号接收模块将接收到的信号传送给中央处理器，中央处理器对接收到的卫星信号进行处理后在显示器上显示车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向，将信息存储到存储器中，并通过无线通讯模块，将信息传送到监控中心，同时无线通讯模块将从监控中心接收到的监控指令传送给中央处理器。控制信息输入模块输入报警信息和监测信息，并将该信息传送到中央处理器。导航信息输入模块输入电子地理信息，并将此信息存储在存储器中。本发明设计的车辆定位导航装置，可以利用自身的数据信息，实现行车导航、路况查询、信息服务等功能。

Description

车辆定位导航装置

技术领域    本发明涉及一种车辆定位导航装置，属于智能运输系统(以下简称ITS)和GSM/GPRS无线网络数据传输技术领域，特别涉及汽车卫星导航技术领域。

背景技术    自20世纪90年代以来，电子信息技术越来越多地进入交通运输部门，并逐渐形成一个崭新的工程领域，即智能运输系统(Intelligent Transportation System)，简称ITS。所谓智能运输系统，就是通过采用先进的电子技术、信息技术、通信技术等高新技术，对传统的交通运输系统及管理体制进行改造，从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代交通系统。ITS强调的是运输设备的系统性、信息交流的交互性、以及服务的广泛性。

由于ITS是将出行者、道路和交通运输工具三者作为一个整体系统来综合考虑，因此使交通运输基础设施得以发挥最大效能，车辆堵塞和交通拥挤得到有效解决，出行者的安全度和舒适度得到明显改善，并通过节约能源和保护环境使全社会获得巨大的社会经济效益。国内现有的车辆自导航系统，主要是在现有工业控制板(如PC104工控板)的基础上，增加无线通讯模块和卫星定位模块，再加上其他外围设备组成自导航系统。或者利用掌上电脑，在掌上电脑上安装软件组成自导航系统。这样做的好处是开发周期短，在一个成熟的硬件设备上直接进行软件开发，不用调试硬件设备，了解了硬件设备的性能指标后，就可以进行软件开发，成功的可能性较大，形成产品的周期短，在小批量是产品成本相对较低。这样做也有其较明显的缺点，一是硬件母体已确定，设备功能拓展性不强；二是集成度不高，体积较大，不符合嵌入式系统的要求。三是功能特点不明显，工业控制板是为工业用途而设计的，用于自导航的控制部分在功能上大打折扣，影响其性能发挥。

发明内容    本发明的目的是提出一种车辆定位导航装置，从芯片集入手，充分考虑导航系统的特点及要求，选择专用芯片，系统集成度高，体积小，嵌入式系统优势明显，硬件、软件可协同开发，以增强系统功能，成本易于控制，扩展性好。

本发明提出的车辆定位导航装置，包括中央处理器、无线通讯模块、卫星信号接收模块、液晶显示器、控制信息输入模块、导航信息输入模块和存储器；所述的卫星信号接收模块接收卫星信号，并将接收到的信号传送给中央处理器，中央处理器对接收到的卫星信号进行处理后，在液晶显示器电子地图上显示车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向，并将信息存储到存储器中，并通过无线通讯模块，将信息传送到监控中心，同时无线通讯模块将从监控中心接收到的监控指令传送给中央处理器；所述的控制信息输入模块输入报警信息和监测信息，并将该信息传送到中央处理器；所述的导航信息输入模块输入电子地理信息，并将此信息存储在存储器中，所述的中央处理器对各结构模块进行功能控制和数据交换。

上述导航装置中的无线通讯模块包括无线信号处理器、信号输入输出模块、身份识别装置和音频编解码器；所述的信号输入输出模块接收监控中心的控制指令，并将经无线处理器处理后的车辆当前位置坐标、时间、速度、行驶方向信息和报警信息以网络标准格式向监控中心发送；所述的身份识别装置用于识别车辆身份；所述的音频编解码器用于车辆司机通过语音与监控中心进行监控信息交换。

上述导航装置中的卫星信号接收模块包括12通道相关接收机、卫星信号处理器和存储器；所述的12通道相关接收机通过射频前端接收卫星信号；所述的卫星信号处理器对接收到的卫星信号进行处理，得到车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向信息，并将该信息传送到中央处理器。

本发明设计的车辆定位导航装置，其优点是采用了芯片集的设计方法，能充分发挥系统功能。根据系统的功能要求，优化选择合适的芯片，电路设计简洁明了，冗余线路少，功能可扩展信强，既考虑了当前的功能要求，又顾及到今后的功能扩展需要，硬件设计和软件设计相结合。本发明的装置可以使用清华嵌入式操作系统和视窗(WINDOWS)操作系统，软件兼容性好。在满足调度、指挥、管理等功能的同时，充分发挥全球定位系统(GPS)、移动通讯网络(GSM/GPRS)与地理信息系统(GIS)的卫星定位、无线通信与直观的电子地图显示的优势，实现对目标无地理及地域空间限制的跟踪与控制，并可进行话音传送及自动监控和报警等功能。使整个系统的效果更臻完善。利用自身的数据信息，实现行车导航、路况查询、信息服务等功能。

利用本发明的导航装置，再连接多媒体模块及相应软件，即可实现DVD、VCD、MP3播放、移动办公、GSM/GPRS无线上网WWW浏览、E-MAIL、电脑语音控制、MP3音乐下载、文件传输等多媒体功能。

附图说明

图1是本发明装置的结构框图。

图2是本发明装置中的无线通讯模块的结构框图。

图3是其中的卫无线通讯模块的结构框图。

具体实施方式

本发明提出的车辆定位导航装置，其结构框图如图1所示，包括中央处理器、无线通讯模块、卫星信号接收模块、液晶显示器、控制信息输入模块、导航信息输入模块和存储器；所述的卫星信号接收模块接收卫星信号，并将接收到的信号传送给中央处理器，中央处理器对接收到的卫星信号进行处理后，在液晶显示器的电子地图上显示车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向，并将信息存储到存储器中，该电子地图由导航信息输入模块输入，并通过无线通讯模块，将信息传到监控中心，同时无线通讯模块将从监控中心接收到的监控指令传送给中央处理器；所述的控制信息输入模块输入报警信息和监测信息，并将该信息传送到中央处理器；所述的导航信息输入模块输入电子地理信息，并将此信息存储在存储器中，所述的中央处理器对各结构模块进行功能控制和数据交换。

本发明的导航装置中的中央处理器可采用STMicroelectronics、Intel、Motorola等公司生产的最新嵌入式处理器。本发明的一个实施例中，中央处理器采用STMicroelectronics公司的STPC ATLAS中央处理器，内部集成了彩色液晶控制器，可以直接与液晶显示屏连接，最大支持液晶显示屏的分辨率高达1024×768。系统集成的最大内存64M，支持全部地理信息软件。中央处理器工作非常稳定，功耗很低，在0-60℃工作范围内无需风扇，体积小，适合高度集成。

上述导航装置中的无线通讯模块，其结构如图2所示，包括无线信号处理器、信号输入输出模块、身份识别装置和音频编解码器。信号输入输出模块接收监控中心的控制指令，并将经无线处理器处理后的车辆当前位置坐标、时间、速度、行驶方向信息和报警信息以网络标准格式向监控中心发送；所述的身份识别装置用于识别车辆身份。音频编解码器用于车辆司机通过语音与监控中心进行监控信息交换。

本发明的导航装置中的无线通讯模块可采用Wavecom、Siemens、Ubinetics等公司生产的最新GSM/GPRS Module。本发明的一个实施例中，无线通讯处理器采用法国WAVECOM公司的双频通信模块。该模块支持GPRS功能，符合E-GSM900/GSM1800(E-GSM900/GSM1900)标准的第二代无线双频通信模块。信号抗干扰能力强，工业级模块环境适应性强。

无线通讯模块中的通讯信号收发通过信号输入、输出模块即天线进行，中央处理器对通讯部分的控制通过串行通讯接口，用AT命令控制。通过串口控制，完成所有通讯操作。身份识别装置中插入手机卡，起车辆身份识别的作用。车辆驾驶员通过麦克风和扬声器与车辆服务中心进行语音通话，组成一个移动信息系统。车辆服务中心提供紧急救援、道路求助、气囊应用提醒、导航、遥控锁门、车辆安全设防，以及被窃车辆跟踪等服务。

上述导航装置中的卫星信号接收模块，其结构如图3所示，包括12通道相关接收机、卫星信号处理器和存储器。由于所有的卫星都使用相同的频率1575.42MHz和粗捕获码(C/A码)，对于多个卫星而言，只需要一个射频模拟通道。在射频前端完成信号的数字化后，送给相关接收机作数字基带信号处理。在12通道相关接收机中，将信号按照每颗卫星的不同编码进行采集，最高可以同时跟踪12颗不同的可视卫星。相关处理的结果形成积累数据，传送给卫星信号处理器，以提取导航数据。卫星信号处理器对接收到的导航数据进行处理，得到车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向信息，并将该信息传送到中央处理器。

下面介绍本发明装置的工作过程：

卫星信号接收模块通过接收天线接收卫星信号，并将接收下来的卫星信号传送到中央处理器，中央处理器把得到的卫星信号进行解析，得到车辆当前的位置坐标、时间、车辆行驶速度、行驶方向信息。液晶显示屏上显示当前车辆行驶的电子地图，中央处理器把得到的车辆当前位置坐标用图标的形式显示在电子地图上，同时把时间、车辆行驶速度、行驶方向等信息也显示在电子地图上。随着车辆的移动，电子地图上的图标(表示车辆的位置坐标)也随着移动。车辆驾驶员通过液晶屏可以清楚地了解到自己所处的位置以及当前时间、行驶速度和行驶方向。

如果驾驶员想要到达某一目的地，又不认识行驶路线，可以通过控制信息输入模块输入当前车辆位置信息和目的地地址信息，在电子地图上就会自动用颜色标注出将要去的地方的行驶路线，驾驶员就可以按照路线的指引到达目的地。

车辆驾驶员也可以通过控制信息输入模块在液晶屏上进行查询，中央处理器就会根据查询命令，在存储器中查找附近的加油站、旅馆、医院等地方的具体位置、电话号码等信息，为驾驶员提供服务。

如果车辆发生意外，驾驶员可以通过控制信息输入模块输入报警信息，中央处理器接收到报警信息后，通过无线通讯模块把报警信息传送到监控服务中心，监控服务中心得到报警信息后，做出相应的报警处理。

监控服务中心想得到车辆当前的位置坐标、速度、行驶方向等信息，通过无线网络车载终端发送指令。中央处理器通过无线通信模块接收到指令后，解析指令内容，然后把卫星信号接收模块接收下来的车辆当前位置坐标、速度和行驶方向按照规定的指令格式，通过无线通信模块传送到监控服务中心。

车辆驾驶员可以利用车载设备的麦克风和扬声器，和监控服务中心实现语音通话。

利用无线通讯模块的GSM/GPRS业务，再配合相应的软件，就可以接收基于GSM的WAP服务了。利用车载导航装置中中央处理器的高速度，可以快速执行这些软件，轻松地完成无线上网功能。实现网络浏览、收发电子邮件、MP3音乐下载播放、文件传输等网络功能。

利用无线通讯模块的GSM/GPRS业务，实现监控中心和车载终端设备之间的实时在线数据传输。车辆在行驶过程中，监控中心如果需要知道车辆的实时位置，就可以通过无线通讯模块，利用GSM/GPRS业务，把监控中心和车载终端联通，车载终端把位置坐标实时传到监控中心，车辆的位置坐标就实时动态地显示在监控中心的显示屏幕上。

利用无线通讯模块的GSM/GPRS业务，当车辆行驶到异地时，可以通过网络，把异地的电子地图传送安装到车载导航装置上，使驾驶员在异地也能享受到优质的服务。

Claims (3)

1、一种车辆定位导航装置，其特征在于该装置包括中央处理器、无线通讯模块、卫星信号接收模块、液晶显示器、控制信息输入模块、导航信息输入模块和存储器；所述的卫星信号接收模块接收卫星信号，并将接收到的信号传送给中央处理器，中央处理器对接收到的卫星信号进行处理后，在液晶显示器的电子地图上显示车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向，将信息存储到存储器中，并通过无线通讯模块，将信息传送到监控中心，同时无线通讯模块将从监控中心接收到的监控指令传送给中央处理器；所述的控制信息输入模块输入报警信息和监测信息，并将该信息传送到中央处理器；所述的导航信息输入模块输入电子地理信息，并将此信息存储在存储器中，所述的中央处理器对各结构模块进行功能控制和数据交换。

2、如权利要求1所述的导航装置，其特征在于其中所述的无线通讯模块包括无线信号处理器、信号输入输出模块、身份识别装置和音频编解码器；所述的信号输入输出模块接收监控中心的控制指令，并将经无线处理器处理后的车辆当前位置坐标、时间、速度、行驶方向信息和报警信息以网络标准格式向监控中心发送；所述的身份识别装置用于识别车辆身份；所述的音频编解码器用于车辆司机通过语音与监控中心进行监控信息交换。

3、如权利要求1所述的导航装置，其特征在于其中所述的卫星信号接收模块包括12通道相关接收机、卫星信号处理器和存储器；所述的12通道相关接收机通过射频前端接收卫星信号；所述的卫星信号处理器对接收到的卫星信号进行处理，得到车辆的当前位置坐标、时间、速度、行驶方向信息，并将该信息传送到中央处理器。

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