專利名稱：一種無線智能車輛信息傳輸和控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車領(lǐng)域，涉及ー種無線智能車輛信息傳輸和控制系統(tǒng)，。
ニ、背景技術(shù)智能車輛是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，智能車輛更是實現(xiàn)無人駕駛和輔助駕駛的重要載體，由于無人在車上駕駛在上路行駛和實驗時，容易出現(xiàn)的意外情況而無法進(jìn)行緊急處理或來不急切換成人工并停車，所以容易造成重大事故，同時容易車輛被盜和自燃，引起了很多車輛安全問題。本實用新型g在解決智能車輛遠(yuǎn)程的信息采集和控制，井能監(jiān)測車輛行駛狀態(tài)和報警，通過遠(yuǎn)距離無線傳輸進(jìn)行干預(yù)使其保持安全行駛，同時克服傳統(tǒng)的輔助駕駛中沒有對車輛的具體情況及時通過遠(yuǎn)程傳輸給車主，可以防止盜竊并能跟蹤車輛位置實時對車內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測。 三、實用新型內(nèi)容本實用新型主要針對智能車輛的信息遠(yuǎn)程傳輸和智能車輛無人駕駛中出現(xiàn)的意外情況的遠(yuǎn)程處理并防止車輛被盜竊和車內(nèi)防火，克服無人駕駛和輔助駕駛中車輛狀態(tài)監(jiān)測不全存在安全隱患。為智能車輛行駛的安全性和車輛防盜系統(tǒng)提供了有效的保障。為實現(xiàn)上述目的本實用新型采用的技術(shù)方案為一種無線智能車輛信息傳輸和控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、GPS移動接收站、慣性導(dǎo)航儀、GSM模塊、MCU微控制器、溫度傳感器、Zigbee協(xié)議的無線串ロ模塊，手持設(shè)備；GPS移動接收站采集車輛的位置和經(jīng)緯度信息并發(fā)送至上位機(jī)，慣性導(dǎo)航儀采集車輛的加速度和航向角信息并發(fā)送至上位機(jī)，溫度傳感器采集車內(nèi)溫度信息并通過MCU微控制器發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)將上述采集到的所有信息通過GSM模塊發(fā)送手機(jī)客戶端；手持設(shè)備通過Zigbee協(xié)議的無線串ロ模塊以及MCU微控制器把控制信號發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制車輛行駛狀態(tài)。一種無線智能車輛信息傳輸和控制方法，包含以下步驟上位機(jī)判斷是否接收到MCU微控制器從無線串ロ模塊接收到的中斷，讀取GPS移動接收站采集車輛的定位信息、慣性導(dǎo)航儀采集車輛的加速度和航向角信息姿態(tài)信息、通過MCU微控制器發(fā)送的溫度傳感器采集車內(nèi)溫度信息；微控制器采集溫度傳感器信息并進(jìn)行處理，傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，同時判斷是否超出了最大安全溫度，如果超出控制蜂鳴器報警。如果沒有超出打包車輛定位姿態(tài)溫度信息通過GSM模塊發(fā)送給手機(jī)客戶端。手持設(shè)備可以通過鍵盤輸入車輛行駛狀態(tài)，并通過無線串ロ發(fā)送。應(yīng)用Zigbee無線通信協(xié)議的無線串ロ模塊，GSM模塊，微控制器MC9SDG128B控制無線串口和GSM模塊的發(fā)送和接收并采集溫度傳感器信息，應(yīng)用上位機(jī)電腦通過串ロ采集(VG700AADMU)慣性導(dǎo)航儀和GPS(JNSGyro-4GPS)移動接收站信息。其中Zigbee模塊應(yīng)用(MC9SDG128B)MCU處理的無線串ロ信息。使用VG700AADMU慣性導(dǎo)航儀采集車身姿態(tài)信息；TMP04測量車內(nèi)溫度，其溫度范圍為-25 °C至+100°C。[0008]四、有益效果通過采集實時的車輛姿態(tài)、位置、溫度、行駛模式信息可以有效的監(jiān)測車輛的行駛狀態(tài)，并在車輛被盜或者著火時發(fā)出警報，能實時的跟蹤車輛位置發(fā)送給客戶手機(jī)端。并還能通過無線手持設(shè)備(通過無線串ロ)更改車輛行駛參數(shù)，有效的提高無人駕駛或輔助駕駛的安全度和車輛的自身安全防護(hù)。
五、
附圖I為無線智能車輛傳輸系統(tǒng)框圖附圖2為手持設(shè)備系統(tǒng)框圖附圖3為系統(tǒng)方法流程圖 附圖4為Zigbee模塊模式連接圖附圖5為報警電路系統(tǒng)電器原理圖
六具體實施方式
一種無線智能車輛信息傳輸和控制系統(tǒng)，是由兩個微控制器MCU(MC9SDG128B)，GSM模塊TC35、JNSGyro-4GPS移動接收站、VG700AADMU慣性導(dǎo)航儀、TMP04溫度采集傳感器、鍵盤、液晶屏、上位機(jī)電腦VS2008程序組成的。其算法和工作流程如下I、通過上位機(jī)VS2008串ロ采集程序CnComm串ロ類，從JNSGyro_4GPS移動接收站接收信息，應(yīng)用NMEA協(xié)議來進(jìn)行信息解包，采集到經(jīng)緯度，并通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為車身坐標(biāo)。2、通過解碼VG700AA的協(xié)議DMU采集車身姿態(tài)信息車的航向角，俯仰角，翻轉(zhuǎn)角，三軸向的加速度信息。3、經(jīng)過解碼打包將車體位置信息和姿態(tài)信息保存到上位機(jī)電腦中，并通過傳輸和采集MCU(MC9SDG128B)采集TMP04的溫度值，和無線串ロ接收來的命令信號，通過串ロ直接發(fā)送到上位機(jī)，并應(yīng)用奇偶校驗來確定傳輸?shù)玫降闹凳欠裾_。4、判斷采集到的溫度值和車輛行駛狀態(tài)信息是否不符合正常行駛標(biāo)準(zhǔn)，如不正常啟動蜂鳴器報警。5、將采集到的信息，按自定協(xié)議打包并設(shè)定校驗機(jī)制，通過GSM模塊定時發(fā)送至手機(jī)用戶可以讓手機(jī)用戶及時了解車輛行駛和安全狀態(tài)。6、設(shè)置無線手持設(shè)備，按其設(shè)備鍵盤發(fā)送預(yù)設(shè)模式或啟動急停信息。如圖I所示為其系統(tǒng)框圖，通過上位機(jī)電腦通過串ロ采集JNSGyro_4GPS移動接收站和VG700AADMU慣性導(dǎo)航儀的信息，用傳輸采集微控制器MCU(MC9SDG128B)采集溫度信息、無線串ロ模塊傳輸過來的信息，鍵盤輸入信息并傳輸上位機(jī)進(jìn)行整合打包，通過GSM模塊發(fā)送給手機(jī)用戶。應(yīng)用不同模式發(fā)送給已經(jīng)設(shè)定好的手機(jī)用戶監(jiān)測車輛的運行狀態(tài)。如圖2所示手持無線設(shè)備系統(tǒng)圖，其由微控制器MCU(MC9SDG128B)、LCD液晶屏、鍵盤、無線串ロ設(shè)備組成，手持無線設(shè)備通過鍵盤輸入并發(fā)送命令時，應(yīng)用無線串ロ的Zigbee協(xié)議來接收到命令信息并解碼，通過傳輸采集微控制器MCU(MC9SDG128B)傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)再發(fā)送命令給其他控制系統(tǒng)來調(diào)整車輛行駛參數(shù)。[0025]圖3為系統(tǒng)方法流程圖，通過無線串ロ接入微控制器中的串ロ通信模塊，將微控制器設(shè)成接收中斷，當(dāng)有無線傳輸信息時，通過微控制器MCU傳輸?shù)缴衔粰C(jī)電腦，通過上位機(jī)發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令來實現(xiàn)手持設(shè)備所設(shè)定的行駛狀態(tài)。(一).應(yīng)用MoxaUPortl250連接上位機(jī)電腦和GPS移動接收站接收車輛定位信息，應(yīng)用GPS NMEA-0183協(xié)議解析$GPGGA，UTC時間，緯度(度分)，緯度(南北)，經(jīng)度(度分)，經(jīng)度(東西)，GPS狀態(tài)，衛(wèi)星數(shù)量，HDOP水平精度因子，海拔高度，地球橢圓面相對大地水準(zhǔn)面的高度，差分時間，差分站ID號，校驗值.通過解析協(xié)議得到所需要的定位信息。 并用簡化方法將GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)成平面坐標(biāo)。(ニ).應(yīng)用Moxa UPortl250連接上位機(jī)電腦和DMU慣性導(dǎo)航儀測量車身姿態(tài)信息，其 DMU 數(shù)據(jù)包協(xié)議為Header (255) Roll Angle (高 8 位)Roll Angle (低 8 位)PitchAngle (高 8 位)Pitch Angle (低 8 位)Roll Rate (高 8 位)RollRate (低 8 位)PitchRate (高 8 位)Pitch Rate (低 8 位)Acceleration X(高 8 位)Acceleration X(低 8位)Acceleration Y、高8ia/_)Acceleration Y(低8 1a/JAcceleration Z(高8位)AccelerationZ (低 8 位)Temp Voltage (高 8 位)Temp Voltage (低 8 位)Time (高 8 位)Time (低 8 位)Checksumi.計算出Yaw航向角需給定初值并積分,其初值為w度,應(yīng)用以下公式積分Ysw = w + ! < Yaw Rate 'dt
.ib為設(shè)定的更新時間ii.找到FF包頭，提取各個姿態(tài)的高八位低八位信息，計算校驗和并驗證。通過MCU微控制器采集溫度信息，并通過微控制器的串ロ傳送給上位機(jī)程序。判斷采集的溫度是否超過設(shè)定的安全溫度I.如果超過安全溫度，微控制器PWM模塊根據(jù)超過量的多少來確定警報級別，控制PWM的占空比，來控制蜂鳴器不同頻率的聲音。II.如果沒有超過安全溫度，將采集到的GPS信息，車輛姿態(tài)信息，溫度信息通過GSM發(fā)送協(xié)議打包并發(fā)送特定用戶手機(jī)端。圖4為應(yīng)用微控制器MO ロ接CPU控制1/0 ロ，短接DEVICE端子，TX2接微控制器上的MAX232的RX管腳，RX2接微控制器上的MAX232的TX管腳。圖5為報警電路圖，通過微控制器PWM波來控制蜂鳴器在不同模式的聲音，來提示警報的級別不同。
權(quán)利要求1.一種無線智能車輛信息傳輸和控制系統(tǒng)，其特征在于包括上位機(jī)、GPS移動接收站、慣性導(dǎo)航儀、GSM模塊、MCU微控制器、溫度傳感器、Zigbee無線串ロ模塊，手持設(shè)備；GPS移動接收站采集車輛的位置和經(jīng)緯度信息并通過串ロ發(fā)送至上位機(jī)，慣性導(dǎo)航儀采集車輛的加速度和航向角信息并通過串ロ發(fā)送至上位機(jī)，溫度傳感器采集車內(nèi)溫度信息并通過MCU微控制器發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)將上述采集到的所有信息通過GSM模塊發(fā)送手機(jī)客戶端；手持設(shè)備通過Zigbee協(xié)議的無線串ロ模塊以及MCU微控制器把控制信號發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制車輛行駛狀態(tài)。
專利摘要一種無線智能車輛信息傳輸和控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、GPS移動接收站、慣性導(dǎo)航儀、GSM模塊、MCU微控制器、溫度傳感器、Zigbee無線串口模塊，手持設(shè)備；GPS移動接收站采集車輛的位置和經(jīng)緯度信息并通過串口發(fā)送至上位機(jī)，慣性導(dǎo)航儀采集車輛的加速度和航向角信息并通過串口發(fā)送至上位機(jī)，溫度傳感器采集車內(nèi)溫度信息并通過MCU微控制器發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)將上述采集到的所有信息通過GSM模塊發(fā)送手機(jī)客戶端；手持設(shè)備通過Zigbee協(xié)議的無線串口模塊以及MCU微控制器把控制信號發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制車輛行駛狀態(tài)。這種裝置可以讓用戶更好的了解智能車輛的行駛狀態(tài)，可以通過無線串口模塊和GSM模塊發(fā)送的信息來遙控智能車輛停車，同時提高智能車輛的控制精度和安全性能。
文檔編號H04M11/04GK202551349SQ20122007731
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者于宏嘯, 李瑋, 段建民, 胡建鋒 申請人:北京工業(yè)大學(xué)