CN103336500B - 车辆监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆监控系统，所述系统包括：北斗定位模块，用于定位车辆所在的位置；射频识别模块，用于识别车辆身份；传感器控制模块，用于监测车辆运行状况；声音控制模块，用于从声音上识别驾驶员的身份；视频控制模块，用于从视频上识别驾驶员的身份和监控驾驶员的驾驶状态；3G通信模块，用于发送车辆监控系统的监控数据以及接收控制指令；中心控制模块，用于对所述北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块、视频控制模块和3G通信模块进行控制以及获取监控数据。实现对车辆运输过程进行跟踪和监控，可以提高车辆监控效率，降低事故的发生率。

Description

车辆监控系统

技术领域

本发明涉及车辆监控技术，特别是涉及一种车辆监控系统。

背景技术

随着国民经济的持续快速发展，危险化学品的产量和运量逐年上升，事故频发，安全形势十分严峻。据国家安监总局统计，在危险化学品事故中，运输事故比例最高。

但是，由于缺乏切实有效的监管手段，无法对车辆运输过程进行有效的监控。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术无法对车辆运输过程进行有效监控的问题，提供一种能够提高监控效率的车辆监控系统。

一种车辆监控系统，包括：北斗定位模块，用于定位车辆所在的位置；射频识别模块，用于识别车辆身份；传感器控制模块，用于监测车辆运行状况；声音控制模块，用于从声音上识别驾驶员的身份；视频控制模块，用于从视频上识别驾驶员的身份和监控驾驶员的驾驶状态；3G通信模块，用于发送车辆监控系统的监控数据以及接收控制指令；中心控制模块，用于对所述北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块、视频控制模块和3G通信模块进行控制，以及从所述北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块和视频控制模块获取监控数据。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：同步动态随机存储器，用于刷新所述监控数据；非易失闪存存储器，用于保存应用程序和监控数据；只读存储器，用于保存对所述监控系统中的模块进行控制的固定参数和指令；显示控制模块，用于显示所述车辆监控系统的监控数据；输入模块，用于获取键盘操作或者触屏操作所对应的控制指令。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：AHB系统总线，用于连接所述中心控制模块、同步动态随机存储器、非易失闪存存储器、只读存储器、显示控制模块或者声音控制模块；APB外围总线，用于连接所述3G通信模块、射频识别模块、北斗定位模块、视频控制模块、传感器控制模块或者输入模块；所述AHB系统总线和APB外围总线通过桥接和多通道DMA进行连接；

在其中一个实施例中，所述北斗定位模块通过I2C总线与APB外围总线连接，所述视频控制模块通过UART接口与APB外围总线连接，所述传感器控制模块通过RS232接口与APB外围总线连接，所述射频识别模块通过UART接口与APB外围总线连接，所述3G通信模块通过UART接口与APB外围总线连接，所述输入模块通过GPIO接口与APB外围总线连接，所述APB外围总线通过RS-232接口与车辆的控制器局域网络连接，所述显示控制模块和声音控制模块通过DMA传输方式与AHB系统总线交换数据。

在其中一个实施例中，所述系统还包括报警模块，用于根据北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块或者视频控制模块的监控数据进行报警。

在其中一个实施例中，所述报警模块包括：超速报警单元，用于根据所述北斗定位模块的定位数据判断车辆是否超速，若是，则对超速进行报警；漏油报警单元，用于根据所述传感器控制模块检测到的漏油数据进行报警；非法身份开车报警单元，用于根据所述声音控制模块或者视频控制模块对驾驶员的非法身份识别结果进行报警；驾驶员疲劳报警单元，用于根据所述视频控制模块识别的驾驶员疲劳程度进行报警；驾驶员手动报警单元，用于根据驾驶员对所述传感器控制模块、声音控制模块或者视频控制模块的报警操作进行报警。

在其中一个实施例中，所述系统还包括配置模块，用于对所述中心控制模块的按钮功能进行预定义、对所述传感器控制模块的感应灵敏度进行配置、对所述视频控制模块的摄像头参数进行配置、对所述视频控制模块进行视频识别训练、对所述声音控制模块进行语音识别训练、对所述中心控制模块进行用户使用习惯配置和用户操作权限配置以及对所述中心控制模块进行日志记载和日志分析。

在其中一个实施例中，所述中心控制模块采用基于ARM架构的多核嵌入式处理器。

上述车辆监控系统，通过北斗定位获取车辆所在的位置，通过射频识别对识别车辆身份进行，通过传感器对车辆运行状况进行监测，通过语音和视频对驾驶员身份进行识别以及对驾驶员的驾驶状态进行识别，通过3G通信发送车辆监控系统的监控数据以及接收对车辆监控系统的控制指令，以及通过控制中心对车辆进行控制和获取监控数据，实现对车辆运输过程进行有效的跟踪和监控，可以降低事故的发生率，并为事故的应急救援提供及时、准确的信息支持，把事故的损失降到最低。

附图说明

图1为一个实施例中一种车辆监控系统结构示意图；

图2为另一个实施例中一种车辆监控系统结构示意图；

图3为又一个实施例中一种车辆监控系统结构示意图；

图4为又一个实施例中一种车辆监控系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对车辆监控系统的技术方案进行详细的描述，以使其更加清楚。

如图1所示，在一个实施例中，一种车辆监控系统，包括北斗定位模块110、射频识别模块120、传感器控制模块130、声音控制模块140、视频控制模块150、3G通信模块160和中心控制模块170。其中：

北斗定位模块110，用于定位车辆所在的位置。

本实施例中，车辆定位模块110采用北斗卫星导航系统的数据进行定位，北斗卫星导航系统由中国自主研制和建立的用于导航和定位的卫星系统。由于北斗卫星导航定位系统是中国自主研发的，对车辆定位可以提高安全性。另外，北斗卫星导航定位系统除了包括空间端和用户端外，还包括地面端，相比传统定位系统定位功能更加强大，使得在隧道、桥梁等被遮盖的区域也能够定位。北斗卫星导航定位系统不仅提供定位和导航功能，还提供授时服务和短报文通信服务，使得对车辆定位更加精确和服务内容更加全面，由于是无源定位，可以节约用户端的用电量，对移动的车辆提供了方便。

射频识别模块120，用于识别车辆身份。

本实施例中，射频识别即RFID(RadioFrequencyIDentification)技术，又称电子标签、无线射频识别，可以通过无线电讯号识别特定车辆身份并读写相关数据，相比传统的车牌号码识别，更加轻型化，节能环保。而且通过对无线电信号的识别，可以快速识别车辆身份，提高车辆身份识别效率。

传感器控制模块130，用于监测车辆运行状况。

本实施例中，通过传感器获取车辆的运行参数，如温度、气压、油量、电压或者重量等，根据该运行参数以及预设的对比值即可对车辆的运行状况进行及时监测。通过传感器获取车辆的运行参数与运行状况，将对车辆的运行状况的监控实现电子化、自动化，减少了人工参与，提高了车辆监控的效率。

声音控制模块140，用于从声音上识别驾驶员的身份。

本实施例中，通过定期对驾驶员的声音进行录制与识别，以分辨正在驾驶车辆的驾驶员的身份，判断是正确的驾驶员还是假冒的驾驶员，从而判断驾驶员是否非法驾驶。从声音上对驾驶员身份进行识别，由于数据量小，身份识别方便又快速。

视频控制模块150，用于从视频上识别驾驶员的身份和监控驾驶员的驾驶状态。

本实施例中，通过摄像头对驾驶员进行视频拍摄，通过分析视频数据，从图像上、动作上以及表情上识别驾驶员的身份和驾驶员的驾驶状态，使得驾驶员的身份识别更加准确，通过对驾驶员的专心程度或者疲劳程度等进行识别和监视，提高了车辆运输安全。

3G通信模块160，用于发送车辆监控系统的监控数据以及接收控制指令。

本实施例中，3G通信模块160可以获取电信、移动或者联通等移动运营商的3G信号，并将电信运营商的基站或者热点作为网络代理接入移动网络和互联网，从而将车辆监控系统连接到互联网，将车辆监控系统中各模块检测到的数据发送到远程控制中心，以及从远程控制中心获取对车辆监控系统进行操作的指令，以对车辆进行远程控制和管理。

中心控制模块170，用于对北斗定位模块110、射频识别模块120、传感器控制模块130、声音控制模块140、视频控制模块150和3G通信模块160进行控制，以及从北斗定位模块110、射频识别模块120、传感器控制模块130、声音控制模块140和视频控制模块150获取监控数据。

本实施例中，中心控制模块170全局控制车辆监控系统，可以对各个模块发送控制指令或者获取每个模块返回的监控数据，如获取车辆定位信息、车辆身份信息、车辆运行状况、驾驶员身份识别结果、驾驶员驾驶状态或者互联网连接状态等，中心控制模块170还将获取的监控数据通过3G通信模块发送到远程控制中心，以及获取远程控制中心的操作指令等，不仅实现本地控制，还可以对车辆监控系统进行远程控制。

上述车辆监控系统，通过北斗定位获取车辆所在的位置，通过射频识别对识别车辆身份进行，通过传感器对车辆运行状况进行监测，通过语音和视频对驾驶员身份进行识别以及对驾驶员的驾驶状态进行识别，通过3G通信发送车辆监控系统的监控数据以及接收对车辆监控系统的控制指令，以及通过控制中心对车辆进行控制和获取监控数据，实现对车辆运输过程进行跟踪和监控，可以提高车辆监控效率，降低事故的发生率，并为事故的应急救援提供及时、准确的信息支持，把事故的损失降到最低。

如图2所示，在一个实施例中，上述系统还包括同步动态随机存储器180、非易失闪存存储器190、只读存储器200、显示控制模块210和输入模块220。其中：

同步动态随机存储器180，用于刷新监控数据。

本实施例中，同步动态随机存储器(SDRAM，SynchronousDynamicRandomAccessMemory)，车辆监控系统将最新的监控数据缓存到同步动态随机存储器180，由于存储器的刷新地址和刷新时间全部由器件内部产生，所以可以降低功耗。

非易失闪存存储器190，用于保存应用程序和监控数据。

本实施例中，非易失闪存存储器，即NANDFLASH，用于写入应用程序和监控数据，由于可以进行读取和修改而且断电后数据依然存在，所以可以方便保存车辆监控系统所需的应用程序以及获取的监控数据。非易失闪存存储器190内部采用非线性宏单元模式，具有容量较大、改写速度快和应用广泛等优点。非易失存储器190的单元尺寸小，生产过程更为简单，可以在给定尺寸内提供更高的容量，从而地降低了价格，节约了成本。

只读存储器200，用于保存对监控系统中的模块进行控制的固定参数和指令。

本实施例中，只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)由于一旦储存资料就无法再进行改变或删除，所以适用于保存不需要进行修改的固定参数和操作指令，保证对监控系统中的模块进行控制的固定参数和指令的数据完整与准确。

显示控制模块210，用于显示车辆监控系统的监控数据。

本实施例中，车辆监控系统不仅对监控数据进行自动处理，还将监控数据通过显示器进行显示，以便驾驶员对监控数据进行快速反应，弥补机器不够智能的缺陷。

输入模块220，用于获取键盘操作或者触屏操作所对应的控制指令。

本实施例中，键盘操作即对键盘的按键操作，包括对数字键的操作、对字母键的操作以及对快捷功能键的操作等，触屏操作即对触摸屏进行触摸操作，包括点击、滑动等操作，驾驶员可以通过键盘操作和触屏操作对车辆监控系统的监控数据做出快速反应、对车辆监控系统进行数据输入等，为车辆监控系统提供更加灵活的操作。

如图3所示，在一个实施例中，上述系统还包括AHB系统总线和APB外围总线。

本实施例中，AHB(AdvancedHighPerformanceBus，高级高性能总线)，具有单个时钟边沿操作、非三态的实现方式、支持突发传输、支持分段传输、支持多个主控制器、可配置32位～128位总线宽度以及支持字节、半字和字的传输等特性，适用于连接高性能模块，所以在车辆监控系统中，AHB系统总线，用于连接中心控制模块170、同步动态随机存储器180、非易失闪存存储器190、只读存储器200、显示控制模块210或者声音控制模块140，以便提高效率，增强系统通用型和可移植性。

APB(AdvancedPeripheralBus，先进外围总线)的总线架构不像AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块就是APB桥，APB具有两个时钟周期传输、无需等待周期和回应信号、控制逻辑简单(只有四个控制信号)等特性，适用于连接低性能模块，如低带宽的周边外设之间的连接，所以在车辆监控系统中，APB外围总线，用于连接3G通信模块160、射频识别模块120、北斗定位模块110、视频控制模块150、传感器控制模块130或者输入模块220，以节约成本和提高效率。

AHB系统总线和APB外围总线通过桥接和多通道DMA进行连接。通过桥接可以扩展整个车辆监控系统网络的距离和节点数目，减少连接节点过多引起的通信瓶颈。由于DMA(DirectMemoryAccess，直接内存存取)允许不同速度的硬件装置来沟通，而且不需要依赖于CPU的大量中断负载，配置有独立的时钟信号发生器，减少了数据传输步骤，提高了工作效率。结合桥接和多通道DMA对AHB和APB进行连接，不仅可以扩展网络，而且可以提高数据传输效率。

具体的，上述北斗定位模块110通过I2C总线与APB外围总线连接，I2C(Inter－IntegratedCircuit，内部集成电路)总线具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点，适合连接北斗定位模块110和APB外围总线。

视频控制模块150通过UART接口与APB外围总线连接，射频识别模块120通过UART接口与APB外围总线连接，3G通信模块160通过UART接口与APB外围总线连接，UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置)，是一种通用串行数据总线，用于异步通信，可以双向通信，可以实现全双工传输和接收，在嵌入式设计中，UART用来主机与辅助设备通信。

传感器控制模块130通过RS232接口与APB外围总线连接，APB外围总线通过RS-232接口与车辆的控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)连接。RS-232-C是美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustryAssociation)制定的一种串行物理接口标准，RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数，RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，适用于近端之间的链接，可以实现快速通信。将车辆监控系统连接到车辆CAN，融合了CAN时分多主、非破坏性总线仲裁、自动检错重发等灵活、可靠的通信技术及低廉的价格等特点。

输入模块220通过GPIO接口与APB外围总线连接，显示控制模块210和声音控制模块140通过DMA传输方式与AHB系统总线交换数据。GPIO(GeneralPurposeInputOutput通用输入/输出)，具有低功耗、集成IIC从机接口、小封装、低成本、上市快、灯光控制灵活、可预先确定响应时间、更好的灯光效果、布线简单以及没有上拉电阻等特点，方便车辆监控系统的监控功能。通过综合考虑各个模块的特性选择不同的接口，不仅可以减少成本，还可以提高系统性能，提高工作效率。

如图4所示，在一个实施例中，上述系统还包括报警模块230，用于根据北斗定位模块110、射频识别模块120、传感器控制模块130、声音控制模块140或者视频控制模块150的监控数据进行报警。通过报警模块230对监控数据进行报警，将报警结果通过3G模块160发送到远程控制中心，或者将报警结果发送到中心控制模块170，触发中心控制模块170对车辆进行控制，及时提示监控结果，可以提高监控安全性，提高监控效率。

具体的上述报警模块230包括超速报警单元、漏油报警单元、非法身份开车报警单元、驾驶员疲劳报警单元和驾驶员手动报警单元。其中：

超速报警单元，用于根据北斗定位模块110的定位数据判断车辆是否超速，若是，则对超速进行报警，若否，则停止报警。通过单位时间内的起止点进行定位，获取起止点之间的距离，除以该单位时间即可得出车辆速度，对比预设速度，即可判断出是否超速，若超速，则通过指示灯报警提示或者通过扬声器声音报警提示。

漏油报警单元，用于根据传感器控制模块130检测到的漏油数据进行报警。根据预设时间内的油位水平变化获取油量减少速度，根据预设速度进行对比，即可得出漏油判断。

非法身份开车报警单元，用于根据声音控制模块140或者视频控制模块150对驾驶员的非法身份识别结果进行报警。在通过声音或者视频对驾驶员进行身份识别后，若在数据库中查无此人，则说明驾驶员为非法身份，非法人员在非法驾驶，非法身份开车报警单元对该情况进行及时报警，可以是通过高音量的扬声器进行报警。

驾驶员疲劳报警单元，用于根据视频控制模块150识别的驾驶员疲劳程度进行报警。智能地从驾驶时间或者驾驶员精神状态等方面判断驾驶员是否疲劳驾驶，若是疲劳驾驶，则进行报警提示，避免安全事故。

驾驶员手动报警单元，用于根据驾驶员对传感器控制模块130、声音控制模块140或者视频控制模块150的报警操作进行报警。在遇到危险的道路情况、恶劣的气候情况或者突发的身体健康情况时，驾驶员可以手动报警，可以灵活选择传感器控制模块130、声音控制模块140或者视频控制模块150等模块上的一键报警按钮进行报警。

在一个实施例中，上述系统还包括配置模块，用于对中心控制模块170的按钮功能进行预定义、对传感器控制模块130的感应灵敏度进行配置、对视频控制模块150的摄像头参数进行配置、对视频控制模块150进行视频识别训练、对声音控制模块140进行语音识别训练、对中心控制模块170进行用户使用习惯配置和用户操作权限配置以及对中心控制模块170进行日志记载和日志分析。通过对预设的参数进行再配置，提高了车辆监控系统的兼容性、实用性和适应性，通过对日志进行记载和分析，丰富了车辆监控系统的功能。

在一个实施例中，上述中心控制模块170采用基于ARM架构的多核嵌入式处理器，如ARMCORTEXA9处理器。ARM处理器体积小、低功耗、低成本、高性能、寻址方式灵活简单、执行效率高，适用于对移动的车辆的监控系统。采用多核处理器，可以提高计算速度并且减少热量产生，提高车辆监控系统的稳定性和监控效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种车辆监控系统，其特征在于，包括：

北斗定位模块，用于定位车辆所在的位置；

射频识别模块，用于识别车辆身份；

传感器控制模块，用于监测车辆运行状况；

声音控制模块，用于从声音上识别驾驶员的身份；

视频控制模块，用于从视频上识别驾驶员的身份和监控驾驶员的驾驶状态；

3G通信模块，用于发送车辆监控系统的监控数据以及接收控制指令；

中心控制模块，用于根据控制指令对所述北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块、视频控制模块和3G通信模块进行控制，以及从所述北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块和视频控制模块获取监控数据；

所述北斗定位模块通过I2C总线与APB外围总线连接，所述视频控制模块通过UART接口与APB外围总线连接，所述传感器控制模块通过RS232接口与APB外围总线连接，所述射频识别模块通过UART接口与APB外围总线连接，所述3G通信模块通过UART接口与APB外围总线连接，所述APB外围总线通过RS232接口与车辆的控制器局域网络连接，所述声音控制模块通过DMA传输方式与AHB系统总线交换数据，所述AHB系统总线和APB外围总线通过桥接和多通道DMA进行连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

同步动态随机存储器，用于刷新所述监控数据；

非易失闪存存储器，用于保存应用程序和监控数据；

只读存储器，用于保存对所述车辆监控系统中的模块进行控制的固定参数和指令；

显示控制模块，用于显示所述车辆监控系统的监控数据；

输入模块，用于获取键盘操作或者触屏操作所对应的控制指令。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

AHB系统总线，用于连接所述中心控制模块、同步动态随机存储器、非易失闪存存储器、只读存储器、显示控制模块或者声音控制模块；

APB外围总线，用于连接所述3G通信模块、射频识别模块、北斗定位模块、视频控制模块、传感器控制模块或者输入模块。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述输入模块通过GPIO接口与APB外围总线连接，所述显示控制模块通过DMA传输方式与AHB系统总线交换数据。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括报警模块，用于根据北斗定位模块、射频识别模块、传感器控制模块、声音控制模块或者视频控制模块的监控数据进行报警。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述报警模块包括：

超速报警单元，用于根据所述北斗定位模块的定位数据判断车辆是否超速，若是，则对超速进行报警；

漏油报警单元，用于根据所述传感器控制模块检测到的漏油数据进行报警；

非法身份开车报警单元，用于根据所述声音控制模块或者视频控制模块对驾驶员的非法身份识别结果进行报警；

驾驶员疲劳报警单元，用于根据所述视频控制模块识别的驾驶员疲劳程度进行报警；

驾驶员手动报警单元，用于根据驾驶员对所述传感器控制模块、声音控制模块或者视频控制模块的报警操作进行报警。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括配置模块，用于对所述中心控制模块的按钮功能进行预定义、对所述传感器控制模块的感应灵敏度进行配置、对所述视频控制模块的摄像头参数进行配置、对所述视频控制模块进行视频识别训练、对所述声音控制模块进行语音识别训练、对所述中心控制模块进行用户使用习惯配置和用户操作权限配置以及对所述中心控制模块进行日志记载和日志分析。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心控制模块采用基于ARM架构的多核嵌入式处理器。