CN101881621A - 一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统 - Google Patents

Abstract

一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，包括用户终端和网络安防服务中心，网络安防服务中心包括用于整合和分析信息并生成相关数据的地理信息系统、提供友好交互平台以直接与用户终端进行信息交互的联机信息处理系统、用于形成和存储关于车载定位和轨迹的媒体数据的智能数据库系统以及用于整合GIS和智能信息系统形成的结果数据的WEB站点网络系统；用户终端包括车载安防终端和车载娱乐系统，其中，车载安防终端包括CPU、GPS模块、GPS定位模组、手柄以及与车载娱乐系统连接的连接端口，车载安防终端和车载娱乐系统通过短连接技术实现一体化连接；既可保护终端用户生命和财产安全，提供实时导航服务，又可节约个人和社会资源。

Description

一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统

技术领域

本发明涉及一种汽车安防和导航系统，更具体地说，涉及一种利用GPS定位和导航、GIS、计算机网络技术和通信技术，短距离连接技术交互式的行车导航和车载安防系统。

背景技术

随着社会经济的发展，社会各个领域有线网络的不断建设，网络已逐渐广泛应用；同时，车载娱乐系统也快速发展，广泛支持视频、音频的全面娱乐；现有安防产品大多利用移动通信网络与各自分散构建的各个呼叫中心交互，定时监控实现短信或语音安防，无法实现安防系统资源的共享和全天24小时的全方位监控，更无法提供实时的个性化导航服务。因此，有必要构建一种支持远程交互的全方位安防和实时导航系统。而以下技术的发展，为安防和动态导航系统提供了支持。

网络技术指以网络资源共享为目的的各种计算机技术和通信技术，主要可分为网络体系构建技术(如局域网构建技术、IP地址技术等)、网络数据库技术(如WEB技术、浏览器技术等)、传输技术(如光钎、无线传输、调制和编码、同步控制、压缩和解压技术等)几个部分。无线局域网(WirelessLocal Area Network简称WLAN)，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，它以无线多址信道作为传输媒介，实现随时、随地、随意的宽带网络接入，具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。而且随着应用的进一步发展，WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”，成为国际互联网INTERNET宽带接入的主要手段。流式传输技术是一种媒体网络传输技术，指将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送，即采用流式传输技术，大量的媒体数据可以一边传输一边使用，而不必等到整个文件全部接收完毕才能使用，受限于文件传输速度和时间。

全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS系统不仅可用于定位、导航，还可用于测量、测速和测时。通过GPS接收到的卫星信号准确定位，可以得知车辆的行驶路线、位置、速度、高度等信息。

地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)从50年代末、60年代初开始出现，是描述和处理相关地理信息的软件系统。GIS以计算机为手段，对具有地理特征的空间数据和信息进行处理，具有如采集、管理、分析和表达数据等功能。GIS可以处理和回答定位(Location)、条件(Condition)、趋势(Trends)、模式(Patterns)、模拟(Modeling)等问题。

短距连接技术，包括232串口等有线连接技术和红外、Bluetooth等无线连接技术，其中Bluetooth是当前应用热点。Bluetooth是一种低功率短距离的无线连接技术标准的代称，它支持全球开放2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段、跳频、频谱扩展等技术，它具有支持语音传输、低功耗、组网简单方便等优点，并且在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通讯视角和方向要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法实现安防系统资源的共享和全天24小时的全方位监控，更无法提供实时的个性化导航服务等缺陷，提供一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，包括用户终端和网络安防服务中心，所述网络安防服务中心包括用于整合和分析信息并生成相关数据的地理信息系统、用于提供友好交互平台以直接与用户终端进行信息沟通的联机信息处理系统、用于形成和存储关于车载定位和轨迹的媒体数据的只能数据库系统，以及用于整合GIS和智能信息系统形成的结果数据的WEB站点网络系统；所述用户终端包括车载安防终端和车载娱乐系统，车载安防终端包括CPU、GPS模块、GPS定位模组、手柄以及与车载娱乐系统连接的连接端口，车载安防终端和车载娱乐系统通过短连接技术实现一体化连接；车载终端通过无线网络通信与网络安防服务中心交互信息。

在本发明所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统中，短连接技术包括无线连接技术和有线连接技术；无线连接技术包括：蓝牙连接和红外连接；所述有线连接技术包括RS232串口连接。

在本发明所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统中，车载安防终端还包括WIFI无线通信模组，通过WIFI无线通信模块的无线网络功能与WLAN建立永久的网络连接，与网络安防服务中心交互信息。

在本发明所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统中，车载终端通过其GPS模组接收GPS信号，通过其WIFI模块的无线网络通信功能与WLAN建立永久的网络连接，并与网络安防服务中心交换信息，然后高速CPU进行高速信号处理。车载终端以高速CPU为核心，通过串口扩展技术分别与GPS模块、无线通信模块、短连接技术和手柄进行通信。

在本发明所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统中，车载安防终端还包括复杂可编程逻辑控制器，用于扩展多个输入输出接口以实现汽车的安防控制；安防控制包括油路检测、报警检测、灯检测和锁油门控制。

在本发明所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统中，车载娱乐系统以一个32位处理器进行高速信号处理及与车载安防终端之间的通信，同时，采用多片Synchronous DRAM构成大容量内存，保证系统高速运行；配有液晶显示屏幕和声音输出音响，可播放车载安防系统传输过来的流媒体服务数据；SD卡及USB接口等输入输出设备，可实现系统升级及与其他设备的数据交换。

在本发明所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统中，数据流程包括：车载安防终端与车载娱乐系统自由交互信息；用户终端向网络安防服务中心上传用户信息；网络安防服务中心整合和实时更新原始信息；网络安防服务中心接收并实时处理用户信息，结合网络安防服务中心的原始信息，整合为服务建议；网络安防服务中心将服务建议转为流媒体数据，通过流式传输技术提供给用户终端。

本发明所提供的车载安防终端与车载娱乐系统一体化连接后，构成的用户终端与网络安防服务中心交互信息包括以下步骤：

1)、用户终端向网络安防服务中心发送“请求服务”及授权ID；

2)、网络安防服务中心接收请求，验证ID是否正确，正确则回复“接受服务”，并建立用户终端和网络安防服务中心之间永久WLAN网络连接；

3)、用户终端将其从GPS卫星提取的数据上传至网络安防服务中心；

4)、网络安防服务中心将其获得的动态数据发送至用户终端，更新用户终端数据；

5)、车载安防终端利用短连接技术与车载娱乐系统形成一体化，一体化的终端将用户设置的关于“实时导航服务”的个性要求(目的的、最短时间优先、回避地等)信息发送到网络安防服务中心；

6)、网络安防服务中心接受并实时处理用户需求和意见，将整合的“实时导航服务”作为一个可视的或语音的文件，分割成流媒体格式通过无线网络传输给用户终端；

7)、用户终端接收到“实时导航服务”信息，通过车载娱乐系统显示或者播放出来；

8)、对网络安防服务中心的服务满意，用户终端则持续接收流式文件传送，实施导航，否则，将其意见和要求反馈，重复4)、5)、6)的操作继续交互，直至达到用户终端的目标。

实施本发明的支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，具有以下有益效果：用户终端用户通过无线网络全时间与网络安防服务中心交互，通过流媒体技术及时获得和更新实时安防信息，由网络服务中心设计安防方案，真正的实现全方位车载安防；同时也可通过流媒体技术随时随地提供导航服务，从而，既可保护终端用户生命和财产安全，提供实时导航服务，又可节约了个人和社会资源。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明支持资源共享的全方位安防和实时导航系统的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明支持资源共享的全方位安防和实时导航系统实施例中用户终端的物理结构图；

图3是本发明支持资源共享的全方位安防和实时导航方法的流程图；

图4是本发明的网络安防服务中心结构图。

具体实施方式

本发明属于以计算机网络技术和通信技术(如无线传输技术、流媒体技术、WEB技术等)、GPS定位和导航、GIS、短距连接技术(如串口、红外、Bluetooth等)的应用为基础，在现有车载终端通过移动通信网络定时监控基础上，在车载终端使用无线网络通信功能，将网络安防服务中心、车载安防终端和车载娱乐系统三者结合起来，构建的一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，首先由独立的车载终端和车载娱乐系统通过连接端口(有线或无线连接方式)组成用户终端，如图1所示，用户终端通过无线通信模块与网络设备建立永久连接，形成全时间连接的通信系统；然后，车载安防的GPS接收器接收卫星GPS信号，实时地持续将定位信息通过无线通信模块传输到网络安防服务中心，网络安防服务中心接收车载安防设备24小时为断发送的持续GPS定位信息，即可形成GPS定位安防的全时间记录文件，供用户查询和安防监控，提供全方位全时间安防服务；同时，用户也可随时通过网络通信设备与服务中心进行交互，通过车载娱乐设备与服务中心的界面进行交互，确定其导航服务的个性化需求；服务中心利用其GIS、电子地图、导航软件处理用户导航需求，结合持续更新的GPS定位信息，形成导航服务的媒体文件；最后利用流媒体技术持续传输服务文件到用户指定的用户终端设备，实现实时导航。

车载安防终端利用短连接技术(实例采用Bluetooth)与车载娱乐系统(多媒体播放器)形成一体化的用户终端，向网络安防服务中心提出导航需求，服务中心便结合其收到的GPS定位信息及自带的GIS、导航软件、电子地图处理用户个性化的需求，最终将这些数据整合成的服务信息转换为流媒体数据，通过流式传输技术一边传输服务数据一边为用户终端提供实时导航服务。

下面结合实例的一个交互流程如图3所示，描述本发明具体实现的流式传输的远程导航过程：

用户终端向网络安防服务中心发送“请求服务”及授权ID；

网络安防服务中心接收请求，验证ID是否正确，正确则回复“接受服务”，并建立用户终端和网络安防服务中心之间永久WLAN网络连接；

用户终端将其从GPS卫星提取的数据上传至网络安防服务中心；

网络安防服务中心将其获得的动态数据发送至用户终端，更新用户终端数据；

车载安防终端利用短连接技术与车载娱乐系统形成一体化，一体化的终端将用户设置的关于“实时导航服务”的个性要求(目的的、最短时间优先、回避地等)信息发送到网络安防服务中心；

网络安防服务中心接受并实时处理用户需求和意见，将整合的“实时导航服务”作为一个可视的或语音的文件，分割成流媒体格式通过无线网络传输给用户终端；

用户终端接收到“实时导航服务”信息，通过车载娱乐系统显示或者播放出来；

对网络安防服务中心的服务满意，用户终端则持续接收流式文件传送，实施导航，否则，将其意见和要求反馈，重复4)、5)、6)的操作继续交互，直至达到用户终端的目标。

本发明系统在图1所示的体系结构的整体架构下，利用各种硬件、软件和协议实现远程导航，主要着重于用户终端的一体化实现，用户终端的物理实现和连接如附图2所示。

车载终端通过其GPS模组接收GPS信号，通过其WIFI模块的无线网络通信功与WLAN建立永久的网络连接，并与网络安防服务中心交换信息，然后高速CPU进行高速信号处理。车载终端以高速CPU为核心，通过串口扩展技术分别与GPS模块、无线通信模块、Bluetooth模块和手柄进行通信。GPS模块主要用于处理天线接收到的信号并传递给CPU，最终得到出车台位置的经纬度，实现车台的准确定位；Bluetooth模块用于和带有Bluetooth功能的车载娱乐信息系统进行通信；而手柄则用于车载终端的拨号、显示短消息及操作其他与网络安防服务中心交互的控制命令。另外，车载终端选用CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑控制器)扩展多个数量的IO接口，用于汽车油路检测、报警检测、灯检测、锁油门控制及其他安防控制。

用户终端使用的协议主要包括如无线频率范围、空中接口通信协议、流媒体播放等技术规范与技术标准、GPS卫星接收协议、蓝牙技术规范和接口，这些协议和标准为系统信息沟通提供了依据。软件主要包括导航软件、接口驱动软件和辅助软件等。接口驱动软件包括SD卡、USB和AV输入输出等驱动软件，为主机与外设提供链接；辅助软件指实现影视、音乐的播放，图片浏览、电子书查阅等多种功能的软件。

下面将分别说明构成本发明系统的网络安防服务中心、车载安防终端、车载娱乐系统三者的构成和功能。其中，车载安防终端、车载娱乐系统组成了用户终端。

1、网络安防服务中心

如图4所示，实施例中的网络安防服务中心包括联机信息处理系统、WEB站点网络系统、地理信息系统、智能数据库系统导航软件电子地图等几部分。联机信息处理系统为系统提供一个友好的交互平台，直接与用户终端进行信息沟通。终端用户通过这个交互平台，可以传达其服务需求，并定制其个性化服务；地理信息系统整合和分析所有地理信息和数据(电子地图、周边信息等)、天气信息、实时交通信息(车祸、车流量、拥堵等)和道路状况(修路、积水等)，生成简洁的关于事件描述、天气状况、影响程度、方向和范围、持续时间、路径规划建议等的数据；导航软件包括GPS定位显示、模拟导航和真实导航、目的地检索和区域或类别检索、动态信息数据处理、解码及路径规划等功能；智能数据库系统可以将分散的安防服务中心信息进行共享整合，并自动规范和存储各种结果数据，同时结合接收的GPS定位安防信息，形成和存储关于车载定位和轨迹的媒体数据；WEB站点网络系统将各网络节点上GIS和智能信息系统形成的结果数据整合成为一个有机的整体，为联机信息处理系统提供后台的数据支持。

2、车载安防终端

车载安防终端利用其手柄、WIFI无线通信模组、GPS定位等设备，直接与远程控制中心交互实现车辆的定位和安全防卫工作。车载终端也可以仅作为一个通信传输中介，通过其与车载娱乐系统的连接端口(可采用232串口等有线连接技术或Bluetooth等无线连接技术实现)，利用车载娱乐系统丰富的功能和友好的用户界面与终端用户交互，实现其服务功能。

3、车载娱乐系统

车载娱乐系统具备独立的影音播放等功能，并有与车载终端数据传输的端口(可采用232串口等有线连接技术或Bluetooth等无线连接技术实现)。车载终端使用者可以接收和显示车载的安防、电话、短信等功能信息，通过其媒体播放功能处理和显示网络安防服务中心流式传输的导航媒体数据，实现实时导航。作为一个例子，车载娱乐系统以一个32位处理器(如三星2410)进行高速信号处理及与车台之间的通信，同时，采用多片Synchronous DRAM(如HY57V561620)构成128M(或者更高)内存，保证系统高速运行；配有液晶显示屏幕和声音输出音响，可播放车载安防系统传输过来的流媒体服务数据；SD卡及USB接口等输入输出设备，可实现系统升级及与其他设备的数据交换。

如上述，本发明提出的支持流式传输的远程导航系统，其特点集中表现如下：

1)本系统基于已广泛存在的无线网络和网络站点，可充分利用现有社会资源，无需重新构建服务网络，节省系统构建成本；

2)网络安防服务中心可整合和共享分散的安防呼叫中心信息，集中和整合系统所有资源，使得系统的信息更为完善，数据更为准确，功能更为强大，同时，也可减低系统成本，扩展系统数据累积范围。

3)网络安防服务中心可在共享分散的人工服务基础上，利用计算机智能技术提供24小时的智能服务，可节省人力资源和呼叫中心构建成本，并避免人工服务时间的限制；

4)网络服务终端可实时整合和分析GPS信息及导航需求；

5)用户终端可以一边传输一边实施导航，无须等待数据传输；

6)在流式传输导航过程中，用户可随时终止导航服务，或修改其导航需求；

7)用户终端自身不必保存和具备任何资源，所有信息(包括导航、电子地图、实时数据等)均可由网络安防服务中心提供，减低其设备要求，节省用户终端构建成本。

8)终端用户只需提出要求，无需亲自规划和处理各种数据，可直接享受专业的服务。

本发明中，无线网络对有线网络覆盖范围进行了革命性的扩展，使得难于布线的环境(如老式建筑、沙漠区域等)、频繁变化的环境(如各种展览大楼)、临时需要的宽带接入环境(如流动工作站)等各种艰难复杂的环境中也可以应用网络，车载终端用户可以利用这种无处不在的无线网络实现安全防护和实时导航。用户终端通过无线网络全天候(全时间)与网络安防服务中心交互，通过流媒体技术及时获得和更新实时安防信息，由网络服务中心设计安防方案，真正的实现全方位车载安防；同时也可通过流媒体技术随时随地提供导航服务，从而，既可保护终端用户生命和财产安全，提供实时导航服务，又可节约个人和社会资源。

本发明可广泛应用于信息通讯服务、智能实时导航系统和智能交通信息服务等领域，首先着重于实现系统架构中车载安防与车载娱乐系统的通信和交互，使它们成为一体化的用户终端，并使其支持与网络安防服务中心的交互。

Claims (9)

1.一种支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，包括用户终端和网络安防服务中心，其特征在于，

所述网络安防服务中心包括用于整合和分析信息并生成相关数据的地理信息系统、用于提供友好交互平台以直接与用户终端进行信息交互的联机信息处理系统、用于形成和存储关于车载定位和轨迹的媒体数据的智能数据库系统，以及用于整合GIS和智能信息系统形成的结果数据的WEB站点网络系统；所述联机信息处理系统接收到用户终端发送信息，分别发送给地理信息系统及智能数据库系统，地理信息系统及智能数据库系统将整理好的信息发送到WEB站点网络系统，WEB站点网络系统将整合后的信息返回联机信息处理系统；

所述用户终端包括车载安防终端和车载娱乐系统，所述车载安防终端包括CPU、分别与CPU连接的GPS模块、WIFI模组、I/O控制、手柄以及与车载娱乐系统连接的连接端口，所述车载安防终端和车载娱乐系统通过短连接技术实现一体化连接；

所述车载终端通过无线局域网与网络安防服务中心交互信息。

2.根据权利要求1所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，所述短连接技术包括无线连接技术和有线连接技术；所述无线连接技术包括蓝牙连接和红外连接；所述有线连接技术包括RS232串口连接。

3.根据权利要求1所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，所述车载安防终端还包括红外线及移动通信模组。

4.根据权利要求1所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，所述车载安防终端利用其手柄、无线通信、GPS定位等设备，直接与远程控制中心交互实现车辆的定位和安全防卫工作；

所述车载安防终端中的GPS模块用于处理接收得到的信号并将其传送给CPU；

所述车载安防终端通过将WIFI无线通信模组和WLAN建立无线网络连接与网络安防服务中心交互信息；

所述车载安防终端中的连接端口用于与带有相应接口的车载娱乐系统进行通信；

所述车载安防终端中的手柄用于操作控制车载终端。

5.根据权利要求4所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，所述车载安防终端还包括复杂可编程逻辑控制器，用于扩展多个输入输出接口以实现汽车的安防控制。

6.根据权利要求5所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，所述安防控制包括油路检测、报警检测、灯检测和锁油门控制。

7.根据权利要求1所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，所述车载娱乐系统具备独立影音播放功能，并利用短连接技术与车载安防终端进行通信；

所述车载娱乐系统中的短连接技术包括232串口等有线连接或蓝牙等无线连接；

所述车载娱乐系统中还包括有用于播放车载安防系统传输过来的流媒体服务数据的液晶显示屏和声音输出音响；

所述车载娱乐系统中的输入输出设备包括SD卡及USB接口和通用串行总线接口。

8.根据权利要求1-7所述支持资源共享的全方位安防和实时导航系统，其特征在于，系统中的数据流程包括：

1)、车载安防终端与车载娱乐系统自由交互信息；

2)、用户终端向网络安防服务中心上传用户信息；

3)、网络安防服务中心整合和实时更新原始信息；

4)、网络安防服务中心接收并实时处理用户信息，结合网络安防服务中心的原始信息，整合为服务建议；

5)、网络安防服务中心将服务建议转为流媒体数据，通过流式传输技术提供给用户终端。

9.一种支持资源共享的全方位安防和实时导航方法，车载安防终端与车载娱乐系统一体化连接后构成的用户终端与网络安防服务中心交互信息，其特征在于，所述交互信息包括以下步骤：

1)、用户终端向网络安防服务中心发送“请求服务”及授权ID；

2)、网络安防服务中心接收请求，验证ID是否正确，正确则回复“接受服务”，并建立用户终端和网络安防服务中心之间永久WLAN网络连接；

3)、用户终端将其从GPS卫星提取的数据上传至网络安防服务中心；

4)、网络安防服务中心将其获得的动态数据发送至用户终端，更新用户终端数据；

5)、车载安防终端利用短连接技术与车载娱乐系统形成一体化，一体化的终端将用户设置的关于“实时导航服务”的个性要求(目的的、最短时间优先、回避地等)信息发送到网络安防服务中心；

6)、网络安防服务中心接受并实时处理用户需求和意见，将整合的“实时导航服务”作为一个可视的或语音的文件，分割成流媒体格式通过无线网络传输给用户终端；

7)、用户终端接收到“实时导航服务”信息，通过车载娱乐系统显示或者播放出来；

8)、对网络安防服务中心的服务满意，用户终端则持续接收流式文件传送，实施导航，否则，将其意见和要求反馈，重复4)、5)、6)的操作继续交互，直至达到用户终端的目标。

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