本實用新型涉及衛(wèi)星定位裝置技術(shù)領域，尤其涉及一種基于北斗定位的車輛管理智能終端。

背景技術(shù)：

隨著GPS衛(wèi)星的現(xiàn)代化，促進了車輛調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展，雖然GPS非常適合結(jié)合各個領域和網(wǎng)絡，但是也存在一些缺點，如設備復雜程度高、內(nèi)部集成模塊多以及功能性，復雜專一性不強，更由于是國外保密技術(shù)的限制和國家安全保護下中國電子地圖信息庫的版權(quán)影響，我國不可能將此技術(shù)完全應用于我國的電子導航產(chǎn)業(yè)。

現(xiàn)有智能系統(tǒng)所用GSM信號是比較弱的信號，很容易受到干擾，導致通信不流暢，數(shù)據(jù)丟失。同時GSM天線的性能直接影響GSM的發(fā)射功率，一般都是發(fā)射功率偏低，在GSM基站覆蓋不到位的情況下，GSM信號比較弱，能終端機容易掉線，天線性能下降導致很容易受到干擾。衛(wèi)星信號比GSM信號還要弱，天線性能決定衛(wèi)星接收機的性能，天線的接收靈敏度，決定了接收機可接收到的最弱信號，也就決定位置的精度，信號太弱導致地圖顯示的軌跡圖不完整或有偏差。

目前我國90％的車載導航系統(tǒng)使用的是美國的全球定位系統(tǒng)(Global Position System，GPS)，這是個基礎性戰(zhàn)略的缺陷。2016年6月16日，國務院新聞辦公室發(fā)表了《中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)》白皮書，提出北斗系統(tǒng)的目標：中國的北斗，世界的北斗。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建立，填補了我國在衛(wèi)星導航領域的空白，爭取了衛(wèi)星導航技術(shù)的主動權(quán)，擺脫了對國外衛(wèi)星導航關鍵技術(shù)的依賴性，還在我國社會經(jīng)濟發(fā)展和國防軍事建設上發(fā)揮著舉足輕重的作用。中國高度重視北斗系統(tǒng)建設，將北斗系統(tǒng)列為國家科技重大專項，支撐國家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略. 在民用領域方面，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)有巨大的市場潛力和使用價值。

隨著中國在汽車量不斷提升，汽車相關服務的需求也不斷增加，車輛管理系統(tǒng)必將有很大的市場空間。目前國內(nèi)引進的國外先進技術(shù)也不可能完全應用于我國電子導航產(chǎn)業(yè)，其主要原因是國外保密技術(shù)的限制和國家安全保護下中國電子地圖信息庫的版權(quán)。我國已將車聯(lián)網(wǎng)項目列為重點發(fā)展項目，一系列高比增長的數(shù)據(jù)預示著，車載互聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力，將引領新一輪消費趨勢。

就目前的車輛管理智能終端來說，市場需求及應用只是處于起步階段，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的開發(fā)應用，無法做到與智能車載終端系統(tǒng)完全有機的融通，這是互聯(lián)網(wǎng)軟件、硬件生產(chǎn)廠商最為頭疼的問題，目前還沒有找到最佳的解決方案。因此，本實用新型提出的北斗+GSM/GPRS的車聯(lián)網(wǎng)智能終端實現(xiàn)了車與互聯(lián)網(wǎng)與人的無縫對接，得到了生產(chǎn)廠商、車載系統(tǒng)軟件開發(fā)商和電信運營商的一致認同。設計的車輛管理智能終端利用北斗衛(wèi)星定位，對企事業(yè)車輛進行定位、監(jiān)控、調(diào)度等防盜及管理，產(chǎn)品廣泛適用于企事業(yè)單位、公交行業(yè)、物流運輸、等需要對運營車輛進行遠程監(jiān)控和調(diào)度的單位和個人?；诒倍沸l(wèi)星的車輛管理系統(tǒng)智能終端的全面應用，將大大減少了交通事故發(fā)生的，對社會治安、社會經(jīng)濟效益和構(gòu)建和諧社會都同樣起到不可估量的作用，將帶來革命性的產(chǎn)業(yè)升級和行業(yè)技術(shù)提升。同時也將減少交通職能部門、各大保險公司的運營成本，大大減輕政府對社會交通隱患的運行投入。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于北斗定位的車輛管理智能終端，所述智能終端能夠?qū)囕v進行全面管理，使用方便。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：一種基于北斗定位的車輛管理智能終端，其特征在于：包括定位模塊、基帶電路模塊、GSM射頻電路以及電源模塊，所述電源模塊為定位模塊、基帶電路模塊、GSM射頻電路提供工作電源；所述定位模塊與所述基帶電路模塊之間通過UART接口連接，定位模塊利用衛(wèi)星天線接收衛(wèi)星信號，并把衛(wèi)星信號解碼成NMEA協(xié)議數(shù)據(jù)，NMEA協(xié)議數(shù)據(jù)通過串口通信送到基帶芯片中，基帶電路模塊對數(shù)據(jù)段進行詳細的解析，得到位置和其它相關數(shù)據(jù)信息，再把信息進行傳輸，從而實現(xiàn)位置可視功能；GSM射頻電路與所述基帶電路模塊之間通過GPIO接口連接，用于接收和發(fā)送通信信號并將通信信息傳輸至基帶電路模塊進行處理；基帶電路模塊與服務器之間通過SMS或GPRS方式進行數(shù)據(jù)交互，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至服務器。

進一步的技術(shù)方案在于：所述基帶電路模塊包括:微控制器單元子系統(tǒng)：包括ARM7EJ-STM的RISC處理器及其伴隨的記憶管理和中斷處理邏輯；數(shù)字信號處理器子系統(tǒng)：包括數(shù)字信號處理器及其相關的內(nèi)存，內(nèi)存控制器和中斷控制器；微控制器/數(shù)字信號處理器接口：連接處微控制器和數(shù)字信號處理器的硬件電路和軟件信息；微控制器外圍設備：包括所有用戶接口模塊與射頻控制接口模塊；微控制器協(xié)處理器：執(zhí)行密集運算的過程取代微控制器；DSP外圍設備：硬件加速器GSM / GPRS / EDGE-Rx通道編解碼器；多媒體子系統(tǒng)：集成若干個先進加速器來支持多媒體應用；聲音前端：數(shù)據(jù)路徑轉(zhuǎn)換從數(shù)字語音和模擬演講；音頻前端：數(shù)據(jù)路徑轉(zhuǎn)換立體聲音頻的音頻源；基帶前端：數(shù)據(jù)路徑將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為和模擬信號的射頻模塊；定時脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生控制信號與TDMA幀時間有關；電力、復位和時鐘子系統(tǒng)：管理電力、復位和時鐘，分布于MT6260內(nèi)部；藍牙子系統(tǒng)：包括一個嵌入式處理器和嵌入式RAM系統(tǒng),基帶處理器,和高性能的廣播；電源管理單元：獨立電源也控制充電和系統(tǒng)啟動電路。

進一步的技術(shù)方案在于：所述定位模塊采用UBX-M8030-kt。

進一步的技術(shù)方案在于：所述電源模塊包括鋰電池和電源變換器，所述鋰電池的輸出端與所述電源變換器的輸入端連接，所述電源變換器的輸出端為所述電源模塊的電源輸出端。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：所述車輛智能管理終端具備實時監(jiān)控功能、軌跡回放功能、汽車點火檢測功能、遠程斷油電和遠程報警功能、電子圍欄和實時位置查詢功能、報警功能、位置定義功能、用車管理功能、里程統(tǒng)計功能和車輛營運統(tǒng)計功能?？梢酝ㄟ^對所選車輛完成對車輛位置、速度以及詳細信息的顯示，并可以利用軌跡對車輛的行駛狀況進行了解。在有非法入侵時可以對車輛實施斷油電控制，控停車輛，并加以阻擋及報警。用戶可以通過位置定義對一些特殊道路或地點進行標注，并可以共享給他人。用戶車輛信息通過數(shù)據(jù)管理上傳至有關部門進行存儲，用戶同樣可以通過用車管理對車輛進行查詢，實現(xiàn)真正的車輛智能管理。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型實施例所述智能終端的原理框圖；

圖2是本實用新型實施例中智能終端系統(tǒng)的原理框圖；

圖3是本實用新型實施例中所述基帶電路模塊的原理框圖；

圖4是本實用新型實施例中所述定位模塊的原理框圖；

圖5是本實用新型實施例中所述應用系統(tǒng)模塊的原理框圖；

圖6是本實用新型實施例中工作模式管理單元的工作流程圖；

圖7是本實用新型實施例中ACC檢測單元的工作流程圖；

圖8是本實用新型實施例中繼電器控制單元的工作流程圖；

圖9是本實用新型實施例中命令解析單元的工作流程圖；

圖10是本實用新型實施例中通信單元的工作流程圖；

圖11是本實用新型實施例中數(shù)據(jù)接收與發(fā)送流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖1所示，本實用新型實施例公開了一種基于北斗定位的車輛管理智能終端，包括定位模塊、基帶電路模塊、GSM射頻電路以及電源模塊。所述電源模塊為定位模塊、基帶電路模塊、GSM射頻電路提供工作電源；所述定位模塊與所述基帶電路模塊之間通過UART接口連接，定位模塊利用衛(wèi)星天線接收衛(wèi)星信號，并把衛(wèi)星信號解碼成NMEA協(xié)議數(shù)據(jù)，NMEA協(xié)議數(shù)據(jù)通過串口通信送到基帶芯片中，基帶電路模塊對數(shù)據(jù)段進行詳細的解析，得到位置和其它相關數(shù)據(jù)信息，再把信息進行傳輸，從而實現(xiàn)位置可視功能；GSM射頻電路與所述基帶電路模塊之間通過GPIO接口連接，用于接收和發(fā)送通信信號并將通信信息傳輸至基帶電路模塊進行處理；基帶電路模塊與服務器之間通過SMS或GPRS方式進行數(shù)據(jù)交互，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至服務器。

智能終端安裝在車輛內(nèi)，完成車輛狀態(tài)和位置、速度、方向的采集，并通過無線通信模塊進行實時數(shù)據(jù)傳輸。智能終端通過天線獲取北斗衛(wèi)星信號，定位模塊把衛(wèi)星信號解碼成NMEA協(xié)議的數(shù)據(jù)交給基帶電路處理，基帶電路與服務器通過SMS或GPRS方式進行數(shù)據(jù)交互。智能終端主要由通信模塊和定位模塊構(gòu)成，通信模塊由基帶電路和GSM射頻電路組成，主要通過AT指令完成車載電話以及PDU模式發(fā)送中文短信息的功能；北斗定位模塊完成北斗協(xié)議進行發(fā)送定位申請和接收定位信息以及對定位噪音值的排除。

車輛管理系統(tǒng)是基于所述智能終端構(gòu)建的，利用衛(wèi)星定位對企業(yè)車輛進行定位、監(jiān)控、調(diào)度等防盜及管理的一套軟硬件綜合信息系統(tǒng)。智能終端：安裝在運輸車輛內(nèi)，完成車輛狀態(tài)的采集和位置、速度、方向的采集。并通過無線通信模塊進行實時數(shù)據(jù)傳輸。GIS地圖：為應用系統(tǒng)提供地理信息的數(shù)據(jù)支持和用戶界面的地圖展示。應用系統(tǒng)模塊：實現(xiàn)運輸調(diào)度管理相關應用邏輯和管理功能，包括終端接入、車輛管理、遠程告警、位置查詢、調(diào)度管理、行駛告警計算等，該系統(tǒng)框架圖如圖2所示。

所述基帶電路模塊使用MT6261D，MT6261D能夠運行RISC的處理器,大量的數(shù)據(jù)傳輸，高性能DMA(直接存儲器存取)與硬件流控制，實現(xiàn)大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，同時降低單片機處理負載。MT6261D集成了一個混合信號基帶前端，以提供一個組織良好為有效無線電接口的靈活性定制，其原理框圖如圖3所示。

MT6261D包括如下單元：微控制器單元（單片機）子系統(tǒng)：包括ARM7EJ -STM的RISC處理器及其伴隨的記憶管理和中斷處理邏輯；數(shù)字信號處理器子系統(tǒng)：包括數(shù)字信號處理器及其相關的內(nèi)存，內(nèi)存控制器和中斷控制器；微控制器/數(shù)字信號處理器接口：連接處微控制器和數(shù)字信號處理器的硬件電路和軟件信息；微控制器外圍設備：包括所有用戶接口模塊與射頻控制接口模塊；微控制器協(xié)處理器：執(zhí)行密集運算的過程取代微控制器；DSP外圍設備：硬件加速器GSM / GPRS / EDGE-Rx通道編解碼器；多媒體子系統(tǒng)：集成了幾個先進加速器來支持多媒體應用；聲音前端：數(shù)據(jù)路徑轉(zhuǎn)換從數(shù)字語音和模擬演講；音頻前端：數(shù)據(jù)路徑轉(zhuǎn)換立體聲音頻的音頻源；基帶前端：數(shù)據(jù)路徑將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為和模擬信號的射頻模塊；定時脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生控制信號與TDMA幀時間有關；電力、復位和時鐘子系統(tǒng)：管理電力、復位和時鐘，分布于MT6260內(nèi)部；藍牙子系統(tǒng)：包括一個嵌入式處理器和嵌入式RAM系統(tǒng),基帶處理器,和高性能的廣播；電源管理單元：獨立電源也控制充電和系統(tǒng)啟動電路。

北斗定位模塊采用UBX-M8030-kt，其具有較強的弱信號捕獲能力和較短的首次定位時間，基帶內(nèi)部專用的相關器信號參數(shù)搜索引擎能夠快速的捕獲到可用衛(wèi)星，并能接收到弱信號，先進的跟蹤引擎能夠在惡劣的環(huán)境下（比如：室內(nèi)、峽谷）對微弱信號進行跟蹤與定位。其原理框圖如圖4所示。

電源模塊設計：智能終端的電壓輸入范圍是3.4V到4.5V，推薦電壓為4.0V。智能終端通信模塊發(fā)射的突發(fā)會導致電壓跌落，這時電流的峰值最高會達到2A。因此，電源的供電流能力不能小于2A?？拷悄芙K端的射頻功率放大器使用一個大電容穩(wěn)壓，一般使用100 μF 鉭電容（低 ESR)和一個1 μF~10μF的陶瓷電容并聯(lián)。PCB布局時，電容應盡可能靠近智能終端通信模塊射頻功率放大器的電源引腳。智能終端可以直接用3.7V的鋰離子電池給供電，也可以使用鎳鎘或者鎳錳電池直接供電。當使用電池時，智能終端的VBAT 引腳和電池之間的阻抗應當小于150mΩ。本實用新型采用一款同步的高頻率降壓整流開關型電源變換器MP9942。

所述基帶電路模塊內(nèi)設置有GIS地圖模塊和應用系統(tǒng)模塊；所述GIS地圖模塊用于為應用系統(tǒng)模塊提供地理信息的數(shù)據(jù)支持和用戶界面的地圖展示；所述應用系統(tǒng)模塊用于實現(xiàn)運輸調(diào)度管理相關應用邏輯。應用系統(tǒng)模塊分為9個功能模塊，包括：工作模式管理單元；ACC檢測單元；繼電器控制單元；命令解釋單元；通信單元；北斗定位單元；遠程升級管理單元；調(diào)試單元；測試單元。其系統(tǒng)框架圖如圖5所示。

工作模式管理單元，是由一個TIMER定時器來控制的模塊，是智能終端的主要工作內(nèi)容。它負責合理控制BDS的開啟和關閉，合理控制位置信息上送到服務器的時間間隔，從而達到最佳的工作狀態(tài)，節(jié)省工作電流。ACC檢測單元，連接到汽車的ACC線上，用于檢測汽車點火、熄火狀態(tài)。繼電器控制單元，是實現(xiàn)對繼電器的開關控制，從而實現(xiàn)對汽車電路和油路的開關控制，可以切斷汽車油電。通信單元，是指設備和服務器之間的通訊協(xié)議實現(xiàn)，管理設備與服務器間的所有協(xié)議與出錯處理，并處理與服務器協(xié)議之間的各種狀態(tài)。測試單元，用于檢測設備的一致性，讓每一個出廠設備都能可靠、穩(wěn)定的運行。調(diào)試單元，可以對設備實行遠程跟蹤，以及設備出現(xiàn)重大錯誤時的報錯，方便問題發(fā)現(xiàn)，以及對設備進行設備維護。遠程升級管理單元，為使設備方便維護，我們把應用程序獨立出來，做成可升級的部分。使設備能實現(xiàn)遠程升級，便于我們對現(xiàn)廠設備進行維護升級。命令解釋單元，是針對遠程SMS命令的解釋，從而實現(xiàn)對設備的遠程控制和遠程狀態(tài)查詢。北斗定位單元，是管理定位、采集，以及定位飄移的抑制。

工作模式管理單元，指的是系統(tǒng)工作的TIMER,即上傳位置信息的時間周期和控制北斗定位模塊的工作邏輯，是智能終端工作的核心，是實現(xiàn)設備傳輸位置信息到服務器的周期性循環(huán)，同時也是實現(xiàn)用戶查詢軌跡和查詢車輛的基本要素。主要分為三種方式：TIMER少于五分鐘、TIMER大于五分鐘、TIMER等于０。工作模式管理單元的工作流程圖如圖6所示。

ACC檢測單元，需要連接汽車的ACC線，智能終端會檢測ACC線的狀態(tài)，當檢測到高電平時，汽車處在點火狀態(tài)，當檢測到低電平時，汽車在熄火狀態(tài)。ACC檢測單元的工作流程圖如圖7所示。

繼電器控制單元，這項功能智能終端需要連接繼電器，由車主發(fā)送指令來控制繼電器的開和關，前提是車主需要把自己的手機號碼設置為中心號碼，只有中心號碼發(fā)送的繼電器控制指令，智能終端才會解釋并執(zhí)行，不會隨意被其它人打開繼電器，從而保證行車的安全，繼電器控制單元的工作流程圖如圖8所示：

命令解析單元，接收從短信或者網(wǎng)絡發(fā)來的數(shù)據(jù)，并進行解析，完成狀態(tài)查詢，參數(shù)設置，系統(tǒng)配置等，并返回相應的執(zhí)行結(jié)果，實現(xiàn)人機界面的功能。命令解析單元的工作流程圖如圖9所示：

北斗定位單元，CPU與北斗定位芯片采用串口通信協(xié)議進行通訊，北斗定位芯片把采集到的坐標信息傳遞給CPU主芯片，CPU對坐標等各項參數(shù)進行數(shù)據(jù)解釋，包括解釋坐標，時間，航向，定位星數(shù)量等內(nèi)容，并進行相應的儲存。北斗定位單元的工作流程圖如圖10所示：

通信模塊單元的通信方式主要有SMS短信的通信和GPRS的通信，其中SMS短信通信主是實現(xiàn)用戶遠程設定設備參數(shù)，查詢設備狀態(tài)的功能；GPRS通信主要是實現(xiàn)與服務器之間的數(shù)據(jù)交互，包括位置信息的上送，以及服務器指令數(shù)據(jù)的下發(fā)，GPRS的通信是一個與服務器建立SOCKET鏈接，保持SOCKET鏈接，數(shù)據(jù)接收與發(fā)送的一個過程，其工作流程如圖11所示。

系統(tǒng)終端連接上電啟動后首先完成硬件初始化和設備檢測，當正確輸入車主信息后便啟動各個功能模塊進入正常的工作狀態(tài)。監(jiān)控功能主要實現(xiàn)對車輛位置、速度以及詳細信息的顯示；軌跡回放功能使車主了解一段時間中車輛的行駛狀況；汽車點火檢測功能，是指對點火系統(tǒng)故障進行快速、有效的診斷；遠程斷油電和斷電報警部分使車主通過遠程完成對車輛的控制，可以結(jié)合電子圍欄和實時位置查詢功能完成對車輛非法入侵時的報警功能；報警功能是指在車輛行駛過程中對違規(guī)操作的警示作用；位置定義功能可以讓用戶在地圖上對自己感興趣的地點進行標注以及存儲，同時可自定義道路設定并可共享給其他用戶；用戶可以利用車管理功能將車輛單據(jù)信息使用數(shù)據(jù)管理功能進行保存，通過用戶管理功能查看，數(shù)據(jù)管理模塊將采集到信息進行壓縮、編碼等處理。對數(shù)據(jù)進行壓縮和存儲，并視通訊網(wǎng)絡的條件進行實時或延遲發(fā)送。對車管所基監(jiān)管平臺接收的控制信息進行解碼處理，控制智能終端參數(shù)或調(diào)用綜合顯示模塊顯示信息。并基于 GPRS 網(wǎng)絡的無線數(shù)據(jù)發(fā)送和接收功能，利用運營商提供的 GPRS 網(wǎng)絡，將終端存儲的各類數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的服務器，同時從服務器接收特定的控制信息和文本消息，實現(xiàn)車輛的智能化管理。