專利名稱：車載交通信息可視化接收機(jī)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息和智能交通領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)是，本項(xiàng)發(fā)明作為一種車載電子設(shè)備，在智能交通領(lǐng)域用于接收來(lái)自交通信息中心發(fā)送的實(shí)時(shí)交通信息，并以可視化方式顯示給用戶，同時(shí)該裝置還可以進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)和具有調(diào)頻廣播接收功能。
二、技術(shù)背景ITS是信息通信技術(shù)在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用。在交通領(lǐng)域，人車路三者構(gòu)成了一個(gè)完整的統(tǒng)一體。只有通過(guò)信息的流動(dòng)將三者緊密地連系在一起，人機(jī)協(xié)同運(yùn)作，才能保證交通運(yùn)輸?shù)母咝А踩?、便捷?br> 每個(gè)國(guó)家的ITS中都會(huì)包括多個(gè)子系統(tǒng)，如交通管理信息系統(tǒng)TIMS、出行著信息系統(tǒng)ATIS，日本稱作車輛信息通信系統(tǒng)VICS等等，如日本國(guó)內(nèi)的ITS分為9個(gè)子系統(tǒng)，美國(guó)分成7個(gè)。其中多個(gè)子系統(tǒng)需要提供實(shí)時(shí)的交通信息，特別是在解決城市交通面臨的交通擁堵、行車安全，導(dǎo)航誘導(dǎo)等方面，實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)的作用就更加明顯，是各國(guó)發(fā)展ITS過(guò)程中必不可少的系統(tǒng)，也是ITS中的基礎(chǔ)平臺(tái)之一。
車輛是移動(dòng)的，中心與車輛的通信只能是通過(guò)無(wú)線方式。一種方式是通過(guò)語(yǔ)音廣播，即駕乘人員可以用收音機(jī)接收發(fā)布的實(shí)時(shí)交通信息，這種方式所發(fā)布的信息容量小，用戶無(wú)法選擇，也不方便保存。第二種是通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)，用戶用手機(jī)接收，這種方式只能針對(duì)特定用戶，而且是收費(fèi)的。它無(wú)法達(dá)到ITS中滿足針對(duì)所有車輛用戶的實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布的要求。國(guó)外也有采用DSRC(短距離通信)包括5.8G微波通信和紅外光波通信方式，這種方式要求在路邊建大量的發(fā)射站(塔)，在城區(qū)只能用作輔助手段。而城市中的實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布，在國(guó)外使用的通信方式是調(diào)頻多工數(shù)據(jù)廣播。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。調(diào)頻多工數(shù)據(jù)廣播是免費(fèi)接收，覆蓋整個(gè)城市范圍，所有車輛均可接收，傳輸?shù)男畔⒘咳荽?，并且可提供良好的可視化界面。這些優(yōu)點(diǎn)都是其他通信手段無(wú)法替代的，這也就是世界各國(guó)都采用調(diào)頻多工數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)作為城市實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)唯一的網(wǎng)絡(luò)的根本原因。
調(diào)頻多工數(shù)據(jù)廣播是利用調(diào)頻廣播的副載波波段進(jìn)行數(shù)據(jù)廣播的。在我國(guó)，副載波波段基本上是閑置的。另一方面，我國(guó)10千瓦的調(diào)頻廣播發(fā)射臺(tái)就有一千多座，覆蓋了幾乎所有的大中城市。這樣，通過(guò)調(diào)頻多工數(shù)據(jù)廣播發(fā)布實(shí)時(shí)交通信息以緩解城市交通出行難的問(wèn)題成為非常有效的解決方案。事實(shí)上，國(guó)際上也是這樣做的。
調(diào)頻多工數(shù)據(jù)廣播的技術(shù)體制包括早期的RDS和專為移動(dòng)車輛數(shù)據(jù)通信研制的DARC體制，兩種技術(shù)的介紹和比較如下
RDS(Radio Data System)，70年代中期誕生在西歐，1986年歐洲廣播聯(lián)盟制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，1993年1月美國(guó)也制訂于之類似的RBDS標(biāo)準(zhǔn)。至此RDS成了數(shù)據(jù)廣播第一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。RDS它使用調(diào)頻立體聲信號(hào)中的副載波57KHZ，傳輸率1.1875kbit/s，調(diào)制方式為DPSK(非相干解調(diào))，它可為駕駛員傳送交通廣播電臺(tái)的各種信息識(shí)別信號(hào)，目前RDS在西歐已相當(dāng)普及。
DARC(Data Radio Channel)系統(tǒng)。DARC系統(tǒng)已于1995年經(jīng)國(guó)際電信聯(lián)盟推薦為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Rec.ITU-R BS.1194。DARC系統(tǒng)使用的副載波頻率為76kHz，該系統(tǒng)提供16kbps的傳輸速率，是RDS體制的替代技術(shù)。在各種數(shù)據(jù)廣播規(guī)范中，屬于既適合于固定接收、又適合于移動(dòng)接收的，傳輸容量相對(duì)較大的一種數(shù)據(jù)廣播方式。該系統(tǒng)還能兼容RDS。
采用RDS技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸能力很低，不足以提供導(dǎo)航和交通信息發(fā)布所需的、更大的數(shù)據(jù)、文本、圖象乃至GIS數(shù)據(jù)通信能力，與DARC技術(shù)相比，它顯然是一種落后的技術(shù)。
本項(xiàng)發(fā)明涉及的數(shù)據(jù)通信方式采用的是多工調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播方式中DARC技術(shù)體制，這是本項(xiàng)發(fā)明中的一個(gè)重要特征。我們?cè)诖嘶A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)是全國(guó)第一個(gè)采用多工調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)，并于2005年11月獲交通部國(guó)家創(chuàng)新紀(jì)錄證書。
一個(gè)完整的實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)示意圖如附圖一所示。作為車載的移動(dòng)接收終端，國(guó)外一般均采用具有調(diào)頻數(shù)據(jù)接收能力的導(dǎo)航機(jī)(這里稱其為導(dǎo)航一體機(jī))。如日本的VICS和歐洲的SWIFT系統(tǒng)。VICS系統(tǒng)是專用于交通領(lǐng)域的全國(guó)性的交通信息通信系統(tǒng)。SWIFT主要是為用戶提供各種服務(wù)信息，如新聞、天氣、交通旅游、體育比賽、金融行情等。
在國(guó)外的車載導(dǎo)航和信息發(fā)布系統(tǒng)(或稱作出行者信息系統(tǒng)-ATIS)中，是用導(dǎo)航機(jī)兼作交通信息接收的(即導(dǎo)航一體機(jī))。由于導(dǎo)航機(jī)具有嵌入式移動(dòng)設(shè)備強(qiáng)大的功能，再配以高亮度的TFT-LCD，可以集導(dǎo)航誘導(dǎo)、實(shí)時(shí)信息顯示乃至DVD功能于一體，是一種比較理想的車載電子設(shè)備。但由于這種設(shè)備涉及多種技術(shù)領(lǐng)域，如GPS、GIS、多種通信接口、視頻播放技術(shù)等，一般價(jià)格比較昂貴。在電路結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)航一體機(jī)的主CPU以導(dǎo)航信息處理為主體，兼顧交通信息的接收和處理，因此電路結(jié)構(gòu)上完全不同；在顯示屏幕上也是以導(dǎo)航信息畫面為主，無(wú)法突出城市中駕駛?cè)藛T所關(guān)心的主要內(nèi)容。申請(qǐng)人經(jīng)認(rèn)真比較研究，在城市的導(dǎo)航設(shè)備使用上，事實(shí)上用戶最關(guān)注的是城市的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的交通信息。也就是說(shuō)，交通信息接收功能，是用戶的第一使用功能。而且在每個(gè)城市中，其用戶群都是最大的。考慮到我國(guó)的國(guó)情，用戶的承受能力，我們提出本項(xiàng)發(fā)明并已研發(fā)出實(shí)際樣機(jī)。本項(xiàng)發(fā)明的最大特點(diǎn)在于，突出用戶的主體功能要求，刪減一些次要功能，簡(jiǎn)化設(shè)備，以較為低廉的價(jià)格，最好的性價(jià)比滿足用戶的主要需求。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明的目的在于提供一種車載交通信息可視化接收機(jī)，該接收機(jī)應(yīng)用于接收來(lái)自交通信息中心發(fā)送的實(shí)時(shí)交通信息，并以可視化界面顯示給用戶。
一種車載交通信息可視化接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)由微處理器CPU(1)、SDRAM(2)、FLASH MEMORY(3)、按鍵輸入單元(4)、USB接口(5)、輸出顯示單元LCD顯示屏(6)、調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)、RS232接口(8)、音頻功率放大器(9)、PC機(jī)(10)、揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)所組成；其中SDRAM(2)和FLASH MEMORY(3)與微處理器CPU(1)相連接，微處理器CPU(1)所連接的外設(shè)和I/O接口還包括按鍵輸入單元(4)，USB接口(5)，輸出顯示單元LCD顯示屏(6)；其中USB接口(5)的一端與微處理機(jī)CPU(1)連接，另一端與PC機(jī)(10)相連，調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)通過(guò)RS232接口(8)與微處理機(jī)CPU(1)相連，調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)還連接至音頻功率放大器(9)，微處理器CPU(1)也與音頻功率放大器(9)連接，音頻功率放大器(9)還分別與揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)相連接。
上述的可視化接收機(jī)，是采用DARC標(biāo)準(zhǔn)的多工調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播方式工作，并且本項(xiàng)發(fā)明是用于實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)中。
車載交通信息可視化接收機(jī)的工作原理是該設(shè)備是一嵌入式移動(dòng)信息終端設(shè)備。采用基于ARM核的微處理器CPU(1)，并且嵌入WINCE或LINUX操作系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)外設(shè)的適當(dāng)剪裁和連接，完成DARC解碼數(shù)據(jù)的輸入，針對(duì)不同類信息數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)，以可視化界面顯示于LCD顯示屏(6)上；用戶可以通過(guò)操作鍵盤控制選擇相應(yīng)的命令，從而實(shí)現(xiàn)功能選擇、切換，信息內(nèi)容的選擇，翻屏，存儲(chǔ)、固定頁(yè)面等。該設(shè)備還可通過(guò)USB接口(5)與PC機(jī)(10)相連完成數(shù)據(jù)交換。設(shè)備通過(guò)揚(yáng)聲器(11)可提供調(diào)頻語(yǔ)音廣播輸出，并可實(shí)現(xiàn)文本到語(yǔ)音的轉(zhuǎn)換(TTS)從而實(shí)現(xiàn)文本內(nèi)容的語(yǔ)音播報(bào)。本項(xiàng)發(fā)明采用多工調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播中的DARC體制，以16kbit/s的速率向車載接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，可向用戶提供文本、數(shù)據(jù)、圖片以及其它服務(wù)信息內(nèi)容，并在LCD(6)上顯示出來(lái)。本機(jī)中的調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)是本項(xiàng)發(fā)明中的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。該模塊完成調(diào)頻語(yǔ)音廣播信號(hào)的接收，并通過(guò)語(yǔ)音播放電路輸出，是用戶可選擇的一項(xiàng)功能。該模塊還對(duì)DARC數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并通過(guò)RS232接口(8)送入主CPU進(jìn)行處理和顯示，并保證接收的質(zhì)量和穩(wěn)定性。主CPU也同樣連接至音頻功率放大器(9)，音頻功率放大器(9)連接揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)文本-語(yǔ)音轉(zhuǎn)換后的語(yǔ)音播放。
與采用RDS技術(shù)的數(shù)據(jù)廣播接收機(jī)相比，本項(xiàng)發(fā)明采用DARC體制，傳輸容量大，且適合移動(dòng)接收，并且還能兼容RDS。
本項(xiàng)發(fā)明與導(dǎo)航一體機(jī)相比，針對(duì)專一的信息接收功能來(lái)設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)(見附圖二)，具有最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)；大屏幕LCD可為不同的信息內(nèi)容開辟不同的窗口，如交通文本信息、圖片信息和服務(wù)信息等，供用戶選擇和操作。因此本發(fā)明有著生產(chǎn)成本較低而使銷售價(jià)格大幅降低，同時(shí)還具有使用方便、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，且功能更能專一化，也更適合中國(guó)的國(guó)情和老百姓的需求。本項(xiàng)發(fā)明的變形產(chǎn)品——手持式信息可視化接收機(jī)將可提供一個(gè)更為廣泛的應(yīng)用環(huán)境和完全不同的應(yīng)用領(lǐng)域，因此本項(xiàng)發(fā)明的權(quán)利要求1也同樣適用于這一類產(chǎn)品。
車載交通信息可視化接收機(jī)屬于實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)的移動(dòng)接收部分(見附圖一中的1)，是實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布及導(dǎo)航系統(tǒng)中的一種重要設(shè)備，是和導(dǎo)航一體機(jī)一樣可供用戶選擇的車載設(shè)備之一。
四

附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和原理框圖附圖1為實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)的總體框圖，其中(1)為車載交通信息可視化接收機(jī)，(2)為信息中心和調(diào)頻發(fā)射塔。
附圖2為車載交通信息可視化接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中各模塊分別描述如下(1)于ARM核的微處理器CPU，(2)CPU相連的SDRAM，(3)與CPU相連的用于加載程序的FLASH MEMORY，(4)按鍵輸入單元，(5)用于同其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的USB接口，(6)輸出顯示單元LCD顯示屏，(7)調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊，(8)RS232接口；(9)音頻功率放大器，(10)PC機(jī)(11)揚(yáng)聲器
(12)耳機(jī)五具體實(shí)施方式
本發(fā)明所述的車載交通信息可視化接收機(jī)，它由微處理器CPU(1)，SDRAM(2)，F(xiàn)LASH MEMORY(3)，按鍵輸入單元(4)，USB接口(5)，輸出顯示單元LCD顯示屏(6)，調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)；RS232接口(8)；音頻功率放大器(9)，PC機(jī)(19)，揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)等部件組成。
微處理器(1)是基于Intel strong ARM的主CPU，與它相連接的SDRAM(2)和用于加載程序的FLASH MEMORY(3)，本系統(tǒng)嵌入WINCE或LINUX操作系統(tǒng)以完成前面已提到的各項(xiàng)功能，微處理器(1)所連接的外設(shè)和I/O接口還包括按鍵輸入單元(4)，用于同PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的USB接口⑤，輸出顯示單元LCD顯示屏⑥選擇7英寸TFT真彩色LCD顯示屏，調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)，模塊(7)與主CPU的RS232接口(8)，模塊(7)還連接音頻功率放大器(9)，音頻功率放大器(9)還與揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)相連接。
按鍵輸入單元(4)用于接受用戶的操作指示，以實(shí)現(xiàn)功能的實(shí)現(xiàn)和操作命令的輸入；USB接口(5)用于完成與其它PC機(jī)或數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)通信功能；輸出顯示單元LCD顯示屏(6)為一彩色TFT-LCD用于車載的環(huán)境下顯示各種信息，為用戶提供友好的可視化界面；調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)是一調(diào)頻廣播和實(shí)時(shí)交通信息數(shù)據(jù)接收模塊，解調(diào)與解碼后的基帶數(shù)據(jù)通過(guò)接口RS232(8)與主CPU相連，將數(shù)據(jù)傳送至CPU；解調(diào)后的語(yǔ)音信號(hào)還連接至耳機(jī)插孔，以及通過(guò)音頻功率放大器連接至揚(yáng)聲器用于調(diào)頻廣播的收聽；主CPU也同樣連接至音頻功率放大器，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)文本-語(yǔ)音轉(zhuǎn)換后的語(yǔ)音播放。本發(fā)明是基于DARC體制的數(shù)據(jù)通信通信方式工作的，這是本項(xiàng)發(fā)明的又一重要技術(shù)特征。
權(quán)利要求
1.一種車載交通信息可視化接收機(jī)，其特征在于該接收機(jī)由微處理器CPU(1)、SDRAM(2)、FLASH MEMORY(3)、按鍵輸入單元(4)、USB接口(5)、輸出顯示單元LCD顯示屏(6)、調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)、RS232接口(8)、音頻功率放大器(9)、PC機(jī)(10)、揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)所組成；其中SDRAM(2)和FLASH MEMORY(3)與微處理器CPU(1)相連接，微處理器CPU(1)所連接的外設(shè)和I/O接口還包括按鍵輸入單元(4)，USB接口(5)，輸出顯示單元LCD顯示屏(6)；其中USB接口(5)的一端與微處理機(jī)CPU(1)連接，另一端與PC機(jī)(10)相連，調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)通過(guò)RS232接口(8)與微處理機(jī)CPU(1)相連，調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)還連接至音頻功率放大器(9)，微處理器CPU(1)也與音頻功率放大器(9)連接，音頻功率放大器(9)還分別與揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化接收機(jī)，其特征在于它是采用DARC標(biāo)準(zhǔn)的多工調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播方式。
3.權(quán)利要求1所述的可視化接收機(jī)在實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布系統(tǒng)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車載交通信息可視化接收機(jī)，它是由微處理器CPU(1)、SDRAM(2)、FLASH MEMORY(3)、按鍵輸入單元(4)、USB接口(5)、輸出顯示單元LCD顯示屏(6)、調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)、RS232接口(8)、音頻功率放大器(9)、PC機(jī)(10)、揚(yáng)聲器(11)或耳機(jī)(12)所組成。本發(fā)明的接收機(jī)是采用DARC體制的多工調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播方式，并以16Kbit/s的速率向車載接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，可向用戶提供文本、數(shù)據(jù)、圖片以及其他服務(wù)信息內(nèi)容，并在LCD(6)上顯示出來(lái)，通過(guò)調(diào)頻語(yǔ)音廣播及DARC數(shù)據(jù)接收模塊(7)分別連接RS232接口(8)與主機(jī)CPU(1)相連，或模塊(7)與音頻放大器(9)連接揚(yáng)聲器(11)及耳機(jī)(12)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播放。該接收機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功能多、操作簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/0967GK101056108SQ200610039560
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者徐家鎧 申請(qǐng)人:南京大學(xué)