CN101079188B - 一种车载终端及包含该车载终端的公交系统 - Google Patents
一种车载终端及包含该车载终端的公交系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种车载终端，包括：无线短程通讯单元，用于与在其通讯范围内的与其匹配的其它无线短程通讯设备进行数据传输；主控单元，用于控制所述无线短程通讯单元与所述与其匹配的其它无线短程通讯设备的数据传输。实施本发明能够实现对车辆行驶信息的完整采集，从而给车辆调度工作提供了可靠的数据保证；另一方面，本发明能够实现在GPS信号不好的情况下的报站功能，方便了乘客。本发明另一方面提供一种包含上述车载终端的公交系统。
Description
技术领域
本发明涉及交通领域，尤其涉及公共交通领域。
背景技术
现有技术中，对于智能公共交通系统的实现大多是通过GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)加GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)的方式。其中，GPS部分来实现自动报站和定位功能，而GPRS部分用于将采集到的车辆数据和车辆的实时位置等信息上传至后台服务器处理，以实现公交车辆的监控和调度功能。
但是，上述现有技术中的一个非常严重的问题便是：由于GPS的信号不好而无法进行自动报站也无法获得定位的信息，同样，GPRS网络的覆盖和掉线等问题也极易导致上传的信息不完整，进而无法进行有效的监控，也有可能引起错误的调度。
其原因在于，现在都市中高楼和高架桥此起彼伏，而这些高楼和高架桥的存在极易导致某些位置的GPS信号极度衰弱，进而无法执行GPS部分的功能。同样，上述原因也会导致某些地方的GPRS的网络覆盖受到影响或者信号强度很弱，进而无法实现GPRS的正常传输；另一方面，由于用手机的人越来越多，而移动基站能同时和移动终端通信的个数是有限的，因此极易出现由于网络繁忙而无法使用GPRS传输或者传输掉线的情况，这样也无法使GPRS部分进行正常的工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对车辆的行驶信息进行完整传输的车载终端。
为了解决上述问题，本发明提出一种车载终端，包括：
无线短程通讯单元，用于与在其通讯范围内的与其匹配的其它无线短程通讯设备进行数据传输；
主控单元，用于控制所述无线短程通讯单元与所述与其匹配的其它无线短程通讯设备的数据传输。
其中，还包括：
全球定位系统单元，用于获得所述车辆的空间行驶信息；
数字移动通信单元，用于与数字移动通信网络的其它节点进行车辆的空间行驶信息的数据传输；
并且，所述主控单元还用于控制所述数字移动通信单元与所述其它节点的数据传输，还用于控制所述全球定位系统单元以获得车辆的空间行驶信息。
另外，所述主控单元还通过输入输出接口获得状态行驶信息，并将所述空间行驶信息和所述状态行驶信息作为车辆行驶信息，并且通过所述无线短程通讯单元将所述行驶信息传输至其它的设备，或者通过所述数字移动通信单元与所述无线短程通讯单元配合将所述车辆行信息驶传输至相应的数字移动通信网络的其它网络节点和相应的其它无线短程通讯设备。
其中，当采用数字移动通信单元与无线短程通讯单元配合传输所述车辆行驶信息时，所述无线短程通讯单元所传输的车辆行驶信息与所述数字移动通信单元所成功传输的车辆行驶信息的并集为所述全部车辆行使信息的子集。
其中，当采用数字移动通信单元与无线短程通讯单元配合传输所述车辆行驶信息时，所述车辆行驶信息先经所述数字移动通信单元传输给相应的网络节点，其中传输不成功的车辆行驶信息再由所述无线短程通讯单元传输给相应的其它无线短程通讯设备。
优选的，所述空间行驶信息至少包括所述车辆的经纬度信息；所述状态行驶信息至少包括开关门信息、报站信息、到离站信息中的一种。
优选的，所述无线短程通讯单元采用专用短程通信方式，所述数字移动通信单元采用通用分组无线服务方式或码分多址方式。
本发明另一目的在于提供一种能够在因GPS信号过弱而无法进行报站的情况下进行辅助报站的车载终端，其通过所述无线短程通讯单元接收来自外部无线短程通讯设备的当前车辆的位置信息，并依据该位置信息进行报站。所述外部无线短程通讯设备可以是设置于站点(站牌)本身或附近的连续发送该站点位置信息的无线短程通讯设备。
本发明另一方面还提供一种公交系统，以实现行使信息的完整传输和辅助报站功能。
为了解决上述问题，本发明提出一种公交系统，包括车载终端、站点设备以及站场设备；
所述车载终端包括：
无线短程通讯单元，用于与站点无线短程通讯单元通信以获得位置信息，以及与站场无线短程通讯单元进行通信进行车辆的行驶信息的数据传输；
全球定位系统单元，用于获得所述车辆的空间行驶信息；
数字移动通信单元，用于与数字移动通信网络的其它节点进行车辆的行驶信息的数据传输；所述行驶信息包括空间行使信息和状态行使信息；
主控单元，用于控制所述无线短程通讯单元与所述与其匹配的其它无线短程通讯设备的数据传输，且所述主控单元还用于控制所述数字移动通信单元与所述其它节点的数据传输，以及控制所述全球定位系统单元以获得车辆的空间行驶信息，并通过输入输出口获得车辆的状态行使信息；
所述站点设备包括：
站点无线短程通讯单元，用于发射位置信息以供所述车载终端的无线短程通讯单元获得；
所述站场设备包括：
站场无线短程通讯单元，用于与所述车载终端的无线短程通讯单元进行通信，并从所述车载终端的无线短程通讯单元获得车辆行驶信息；
站场主控单元，用于将所述站场无线短程通讯单元获得车辆行驶信息传输至服务器，并控制显示屏信息的显示；
显示屏，用于显示发车信息。
其中，所述空间行驶信息至少包括所述车辆的经纬度信息；所述状态行驶信息至少包括开关门信息、报站信息、到离站信息中的一种；所述无线短程通讯单元、站点无线短程通讯单元以及站场无线短程通讯单元均采用专用短程通信方式；所述数字移动通信单元采用通用分组无线服务方式或码分多址方式。
实施本发明能够实现对车辆行驶信息的完整采集，从而给车辆调度工作提供了可靠的数据保证；另一方面，本发明能够实现在GPS信号不好的情况下的报站功能，方便了乘客。
附图说明
图1是本发明一种公交系统的一个实施例的组成示意图；
图2是图1中车载终端1的一个实施例的结构框图；
图3是图1中站点设备2的一个实施例的结构框图；
图4是图1中站场设备3的一个实施例的结构框图。
具体实施方式
首先，简要阐述本发明的原理。本发明通过在现有的公交系统的车载终端、站点设备以及站场设备中加入无线短程通讯部分，通过该无线短程通讯部分来实现对GPS自动报站功能的辅助报站，以及实现车辆行驶信息的传输。
下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。
参考图1，图示了本发明一种公交系统的一个实施例的组成。如图所示，包括车载终端1、站点设备2以及站场设备3。其中，车载终端1每隔一段时长便通过GPRS网络向后台服务器传输车辆的行驶信息，而当所述车载终端1到达站点设备附近时，此时车载终端1便根据初始配置的方位信息与车载终端1中的GPS单元所得到的经纬信息比较，从而判断车辆是否到/离站点，进而进行报站；另一方面，所述车载终端1中的DSRC(Dedicated Short RangeCommunication，专用短程通信)单元能够接收到站点设备所发出的该站点的位置信息(所述站点设备以某一时长为时间间隔连续发送该站点的位置信息)，当所述GPS单元无法正常的获得所述经纬信息时，所述车载终端1便根据接收到该位置信息进行报站。
当车辆到达站场时，所述车载终端1便通过DSRC单元与所述站场设备3中的DSRC单元建立连接，此时，站场设备3询问车载终端1是否有行驶信息要传输，若有，则站场设备3分配信道进行传输。
参考图2，图示了图1中车载终端1的一个实施例的结构。如图所示，车载终端1包括：
存储单元10，用于存储车辆的行驶信息以及公交线路信息(包括各个站点的位置信息、名称等)；在这里，每个站点的位置信息包括两个经纬度范围，根据车辆的行驶方向均可作为到站经纬度范围或离站经纬度范围。具体的，所述存储单元10可以采用Flash存储器等；
主控单元11，用于控制所述车载终端1的各个组成部分的工作及相关的数据的数据处理；
GPS单元12，用于通过GPS网络获得车辆所在位置的经度、纬度、车辆的行驶速度、行驶方向等空间行驶信息；其与主控单元11可以采用串口连接。
GPRS单元13，用于与GPRS网络的其它网络节点通信传输该车的行驶信息，以及接收来自其它网络节点车辆调度信息并由主控单元11控制显示于下述LCD单元17中；其与主控单元11可以采用串口连接。
其中，所述行驶信息包括所述空间行驶信息以及状态行驶信息，该状态行驶信息又包括报站信息、车辆到离站信息、开关门信息；
所述报站信息是何时报何站的信息，所述车辆到离站信息是何时到站何时离站信息，所述开关门信息是何时开门何时关门信息以及开关门的总次数信息；
所述报站信息、车辆到离站信息、开关门信息所依据的时间基准可以通过GPS单元12所接收的GPS数据中的时间信息获得，或者也可以通过所述GPRS单元13的GPRS网络连接的所提供的时间参数获得。
所述报站信息、车辆到离站信息中的站点信息是主控单元11通过GPS单元12或DSRC单元14获得；在通过GPS单元12获得的情况中，当GPS单元12检测到当前的经纬度在预先存储于存储单元10中的某个站点位置信息的某个经纬度范围内时，则通过主控单元11进行语音报站并将该站点信息及当前时间信息作为报站信息，在这个过程中，主控单元11还要根据当前的行使方向判断当前位置为到站位置还是离站位置(因为车辆到离站的经纬度范围不同)并将相应的站点信息和当前时间信息作为到站/离站信息，在上述过程中为到站信息，当车辆继续行使，同样还要再产生离站信息，详细情形与获得到站信息类同，不再赘述。
DSRC单元14，一方面，用于向站场设备3传输该辆车的行驶信息；其与主控单元11可以采用串口连接。
当所述GPRS单元13由于网络信号过弱或掉线等原因无法进行行驶信息传输或传输中断时，到达站场后，此时主控单元11通过该DSRC单元14将所述存储单元10所存储的行驶信息中的未用GPRS单元13进行传输的数据传输至站场设备3；
另一方面，DSRC单元14用于将站点设备2发出的位置信息提供给主控单元11作为报站信息。其中，当GPS单元12由于信号强度过弱无法正常工作以获得所述经度和纬度信息时，此时主控单元11使用所述DSRC单元14所接收到的位置信息进行报站。所述的位置信息为所述站点的空间地址ID(标识符)，其实际上可以是一串能够在所述存储单元10中所存储的公交线路中唯一定位该站点的字符串，例如一串数字序列等。所述主动单元11接收到该位置信息后，根据该位置信息在所述存储单元10定位相应站点的名称并通过语音电路进行语音报站；
输入输出接口15，用于连接外部设备以获得车辆的部分状态行驶信息或输出各种播报信息；在本发明的一个实施例中，所述输入输出接口15可以采用RS232或RS485接口，其可以连接至外部的LED显示屏以在所述主控单元11的控制下显示各种播报信息，例如乘客注意事项信息、广告信息等。或者，所述RS232或RS485接口也可以连接至车辆的开关门状态指示装置以获得车辆的开关门信息等，或者也可以通过RS232或RS485接口连接IC卡打卡机以获取乘客刷卡乘车的信息，或连接客流检测器以获取客流信息等。
另外，所述输入输出接口15还可以包括USB接口，以实现数据的传输以及所述车载终端1的软件升级或系统维护，或者还可以增加基本I/O口等。
键盘单元16，用于接收司机(一般为司机，当然其它任何人都可以)的操作指令并将该指令转换为数字信号供所述主控单元11处理；例如，接收司机的报站指令、语音播报指令等，这些指令都对应着键盘上的按键。
LCD单元17，用于接收并显示来自主控单元11的车辆相关的各种状态信息供操作人员查看。例如，显示车辆的GPS单元12的工作状态、GPRS单元13的工作状态、时间信息、到离站信息、调度信息及故障报警信息等；司机也可以通过所述键盘单元16对车辆的各种状态信息进行主动的浏览，状态信息的内容便通过该LCD单元17显示。其与主控单元11可以通过RS232接口连接。
MIC(麦克)及扬声器18，其中扬声器用于在主控单元11的控制下进行语音报站，当主控单元11通过GPS单元12或DSRC单元14获得了站点信息进行报站时，最终通过扬声器通知乘客；另外，司机或乘务员也可以通过MIC向乘客播报语音信息，语音信息经模数和数模转换后最终也由扬声器输出。
电源处理单元19，用于在主控单元11的控制下实现各组成部分的待机功能，并且该电源处理单元19还接有储能电路以在断电时实现延时关机，进而更好的保存和保护数据。
参考图3，图示了图1中站点设备2的一个实施例的结构。如图所示，该站点设备2包括一个站点DSRC 20。该站点DSRC 20以一定的时长为时间间隔连续的发送该站点的位置信息，例如该站点ID(标识符)，当装有上述车载终端1的公交车靠近此站点DSRC 20时，其中的DSRC单元14便会接收到所述的位置信息，并将该位置信息传送至所述主控单元11以实现辅助报站。
需要说明的是，本具体实施方式中站点DSRC是实现辅助报站，即相对GPS报站来说。当然，也可以全部采用站点DSRC的方式进行报站。
参考图4，图示了图1中站场设备3的一个实施例的结构。如图所示，该站场设备3包括站场DSRC 31、与该站场DSRC 31连接通信的站场主控单元32，以及在站场主控单元32的控制下用于显示发车信息的显示屏33。所述站场主控单元32用于接收来自站场DSRC 31的行使信息并将该信息传输至服务器4，还用于接收来自服务器4的调度信息。所述站场DSRC 31用于轮询车载终端是否有数据传输，若有则分配信道传输，其传输过程添加校验字段并要求接收方发送反馈确认消息。所述校验可以是简单的奇偶校验或CRC校验。
其中所述站场DSRC 31又进一步包括第一DSRC单元311和第二DSRC单元312。所述第一DSRC单元311用于轮询在其通信范围内的站场内的带有所述车载终端1的公交车，当所述车载终端1中的DSRC单元14接收到所述轮询信息后，便发送响应信息至所述第一DSRC单元311，该响应信息中包括该公交车的身份信息(例如ID号)以及是否有行使信息需要传输的标识信息，若有行使信息需要传输，则所述标识信息为真，否则为假。当有行使信息需要传输时，所述第一DSRC单元311接收到响应信息后，便检查当前的信道是否有空闲，若有，则分配信道给进行行使信息的传输，该传输的连接的信息发送方为车载终端1中的DSRC单元14，接收方为第二DSRC单元312，该第二DSRC单元312将接收到的行使信息传输至所述站场主控单元32，并最终由站场主控单元32传输至服务器4中供处理。其中，站场主控单元32与服务器4之间可以采用以太网连接，例如国际互联网，以及各种通信专网(例如POS网等)，服务器4接收到所述行使信息后便与用GPRS传输的行使信息进行数据融合。由于数据的融合过程与本发明无关，因此不进行过多的阐述。
另外，当上述站场与车辆之间的数据传输完毕后，站场DSRC 31还要继续发送广播命令来查询哪个车在站场，以便判断哪个车是在站场或是不在战场(即进站还是离站)。
需要说的是，本具体实施方式仅说明了采用GPRS网络进行远程数据传输的情况，当然这里也可以采用CDMA网络进行数据传输。由于，原理、结构、作用均相同，本领域普通技术人员根据以上对采用GPRS方式的情况的描述完全可以不经创造性劳动得到CDMA方式的具体实施情形，因此对于CDMA方式的情形不再重复的进行说明。
同样，本发明也不限于采用DSRC方式进行无线短程通讯，也可以采用无线局域网标准中的Wifi(Wireless Fidelity)来实现。
另外，对于DSRC单元来说，由于DSRC是较为成熟的现有技术，因此对其内部的结构未多做解释，下面仅作简要的叙述：它包括无线收发模块及相应的匹配电路、匹配天线和处理器。其中，无线收发模块用于把从处理器传送过来的数字信号调制成模拟信号之后通过天线发射出去并把从天线收到的模拟信号进行解调转换成数字信号之后传送给处理器。所述处理器用于对无线收发模块进行控制及提供标准的对外接口电路(如串口等)。所述配电路和匹配天线用于完成无线信号到有线信号和有线信号到无线信号的转换。
所述DSRC单元的通信范围可以通过发射功率进行调节；其首先设置波特率(例如19200bit/s)，按定义好的协议格式(例如，包头+命令字+包尾+校验码)通过串口向DSRC单元发一帧数据。例如，命令字里“FF”代表10mW、“OF”代表1mW，包头、包尾和检验码一般都是一个字节的16进制码。按照上述格式给DSRC单元发送一帧数据后，如果从DSRC单元返回了确认数据，则表示功率设置成功(即增强或减弱了信号强度，从而改变了通信范围)。所述匹配设备是指均采用同一通信协议，对于DSRC单元/设备来说都采用DSRC短程通信方式且采用同一频段、传输速率等等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种车载终端，其特征在于，包括：
无线短程通讯单元，用于与在其通讯范围内的与其匹配的其它无线短程通讯设备进行数据传输；
主控单元，用于控制所述无线短程通讯单元与所述与其匹配的其它无线短程通讯设备的数据传输；
全球定位系统单元，用于获得车辆的空间行驶信息；
数字移动通信单元，用于与数字移动通信网络的其它节点进行车辆的空间行驶信息的数据传输；
并且，所述主控单元还用于控制所述数字移动通信单元与所述其它节点的数据传输，还用于控制所述全球定位系统单元以获得车辆的空间行驶信息；
其中，所述主控单元还通过输入输出接口获得状态行驶信息，并将所述空间行驶信息和所述状态行驶信息作为车辆行驶信息，并且通过所述无线短程通讯单元将所述车辆行驶信息传输至其它的设备，或者通过所述数字移动通信单元与所述无线短程通讯单元配合将所述车辆行驶信息传输至相应的数字移动通信网络的其它网络节点和相应的其它无线短程通讯设备。
2.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，当采用数字移动通信单元与无线短程通讯单元配合传输所述车辆行驶信息时，所述无线短程通讯单元所传输的车辆行驶信息与所述数字移动通信单元所成功传输的车辆行驶信息的并集为全部车辆行驶信息的子集。
3.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，当采用数字移动通信单元与无线短程通讯单元配合传输所述车辆行驶信息时，所述车辆行驶信息先经所述数字移动通信单元传输给相应的网络节点，其中传输不成功的车辆行驶信 息再由所述无线短程通讯单元传输给相应的其它无线短程通讯设备。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载终端，其特征在于，所述空间行驶信息至少包括所述车辆的经纬度信息；所述状态行驶信息至少包括开关门信息、报站信息、到离站信息中的一种。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车载终端，其特征在于，所述无线短程通讯单元采用专用短程通信方式，所述数字移动通信单元采用通用分组无线服务方式或码分多址方式。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的车载终端，其特征在于，所述无线短程通讯单元还用于接收来自外部无线短程通讯设备的当前车辆的位置信息。
7.一种公交系统，包括车载终端、站点设备以及站场设备；
所述车载终端包括：
无线短程通讯单元，用于与站点无线短程通讯单元通信以获得位置信息，以及与站场无线短程通讯单元进行通信进行车辆的行驶信息的数据传输；
全球定位系统单元，用于获得所述车辆的空间行驶信息；
数字移动通信单元，用于与数字移动通信网络的其它节点进行车辆的行驶信息的数据传输；所述行驶信息包括空间行驶信息和状态行驶信息；
主控单元，用于控制所述无线短程通讯单元和与其匹配的其它无线短程通讯设备的数据传输，且所述主控单元还用于控制所述数字移动通信单元与所述其它节点的数据传输，以及控制所述全球定位系统单元以获得车辆的空间行驶信息，并通过输入输出接口获得车辆的状态行驶信息；
所述站点设备包括：
站点无线短程通讯单元，用于发射位置信息以供所述车载终端的无线短程 通讯单元获得；
所述站场设备包括：
站场无线短程通讯单元，用于与所述车载终端的无线短程通讯单元进行通信，并从所述车载终端的无线短程通讯单元获得车辆行驶信息；
站场主控单元，用于将所述站场无线短程通讯单元获得车辆行驶信息传输至服务器，并控制显示屏信息的显示；
显示屏，用于显示发车信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述空间行驶信息至少包括所述车辆的经纬度信息；所述状态行驶信息至少包括开关门信息、报站信息、到离站信息中的一种；所述无线短程通讯单元、站点无线短程通讯单元以及站场无线短程通讯单元均采用专用短程通信方式；所述数字移动通信单元采用通用分组无线服务方式或码分多址方式。
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