CN103491343B - 车载智能终端系统 - Google Patents

Abstract

车载智能终端系统，涉及一种汽车车载电子技术领域，解决现有技术存在的缺陷，提供车载智能终系统，包括嵌入式主板、与嵌入式主板连接的3G通信模块、GPS北斗模块和WIFI模块以及集成在嵌入式主板上的CPK模块、语音录播模块、数字音视频编解码压缩及还出模块、音视频采集输入接口、车辆行车参数数据采集输入接口以及汽车专用宽幅电源；所述汽车专用宽幅电源为嵌入式主板及连接嵌入式主板的上述各个模块供电；本发明集合的3G、WIFI和CPK组合公钥体制的安全认证，每台车载智能终端及唯一的数字证书，确保信息安全、可靠。并且增加了自动语音预录和条件播报模块，更好的融合于车辆运营服务中。

Description

车载智能终端系统

技术领域

本发明涉及一种汽车车载电子技术领域，具体涉及车辆行车参数记录、导航定位、无线视频集控以及无线自动高速数据传输以及信息安全技术。

背景技术

现有车载视频记录设备，主要由以下几类，行车记录仪，GPS导航仪，车载视频监控终端几类。

行车记录仪：主要是安装于车上，通过视频录像的功能记录行车过程中的路况后者车类的实时图像功能，一般都是小巧型，不具备通信功能，没有后台支持，是一个独立的设备。

GPS导航仪：主要安装于车上，主要实现通过gps进行路径导航，有部分产品是具有后台功能，可以与后台的服务中心通过短信，或者gprs进行即时链接，能够把行车的地理路线以及对应时间，发送到后台服务中心，记录并保存下来。

GPS车载视频监控终端：主要应用于一些营运类车辆，一般都有对应的后台服务中心和营运中心，能够实时的记录行车地理路线，以及车上的实时视频图像，本机保存的同时，通过移动无线网络传回后台服务中心保存下来。

但上述现有设备存在下列缺点：

A、在地理位置信息服务上采用的是GPS地理位置信息系统，因为其由美国服务商提供服务，因此在一些特殊行业，和有专门要求的车辆和运输业务中，是不好采用的，因为其不具备安全性，容易受到攻击，和被一些其他机构获取行车的各种信息。

B、在与后台服务中心链接中，目前大部分还是采用2G无线通信方式，也有部分采用3G无线通信方式，在实际使用中，在视频图像记录上，由于通信网络带宽的限制，因此图像质量非常差，往往很难清晰的展现实际情况和状况。同时由于进行实时视频数据上传，造成3G通信的数据流量非常大，日常运营的费用和成本就非常高，不适合长时间运营。

C、在车辆行驶过程中，经常会出现无信号，无法连接，因此在后台服务中心就会无法获取车辆的行车信息。记录在本机上的图像信息，如果需要拷贝出来的话，则需要把车载终端设备从车子上拆卸下来，然后再打开车载设备，取出硬盘或者SD卡，最后才能把里面记录的图像信息拷贝出来，操作复杂，极其不方便，需要专业技术人员操作。

D、只是记录车辆的行驶路径地理信息，以及行车过程中的图像信息，对于车辆本身的各项参数信息没有记录。

E、对于车辆在实际营运和行驶过程中，一些相关的便于营运的操作和服务业务没有对接，无法为车辆营运和运输或者行驶服务提供便捷服务。

发明内容

本发明为解决现有技术存在缺陷，提供一种车载智能终端系统。

车载智能终端系统，包括3G通信模块、GPS北斗模块和WIFI模块以及集成在嵌入式主板上的CPK模块、语音录播模块、数字音视频编解码压缩及还出模块、音视频采集输入接口、数据参数采集输入接口以及汽车专用宽幅电源；所述3G通信模块分别与数字音视频编解码压缩及还出模块、GPS北斗模块、数据参数采集输入接口和CPK模块连接，数字音视频编解码压缩及还出模块分别与音视频采集输入接口、GPS北斗模块、硬盘或SD卡和数据参数采集输入接口连接，GPS北斗模块分别与CPK模块和硬盘或SD卡连接，WIFI模块分别与CPK模块、硬盘或SD卡和语音录播模块连接，所述汽车专用宽幅电源为嵌入式主板及上述各个模块供电；智能终端系统上电后正常工作，所述3G通信模块根据系统设定的后台监控服务中心账号信息，主动拨号上网，通过3G网络与集控中心建立网络通道，并通过CPK组合公钥体制的数字签名与身份认证，验证通过后，建立网络链路，进行实时数据传递交互；所述GPS北斗模块通过天线获得GPS信号或者北斗信号，实现对车辆卫星定位数据和时间信息的采集，并将获得的车辆卫星定位数据和时间数据存储在硬盘或SD卡中，同时将车辆卫星定位数据和时间数据通过3G通信模块实时上传到后台监控服务中心；以及将车辆卫星定位数据和时间数据传送至数字音视频编解码压缩及还出模块；所述智能终端通过数据参数采集端口，将车辆行驶过程中的车辆数据及运行参数数据进行采集，将采集的车辆数据及运行参数数据存储在硬盘或者SD卡中，同时将所述行车参数数据通过3G通信模块实时上传至后台监控服务中心；以及将行车参数数据传送至数字音视频编解码压缩及还出模块；所述数字音视频编解码压缩及还出模块，通过音视频采集输入接口将监控摄像头组件拍摄的实时音视频数据进行编码压缩，将每路采集输入的音视频信号，分别进行双通道实时编码压缩，同时将卫星定位信息数据、时间数据以及车辆数据及运行参数数据作为数字水印信息内容，植入两路音视频图像中，一路视频图像通过3G通信网络上传至后台监控服务中心，实现实时监控；另一路视频图像存储在硬盘或SD卡中；所述WIFI模块根据车辆进入不同的站点，自动搜索网络，WIFI模块根据智能终端设定的中心帐号信息与登陆认证信息，自动与该站点的无线网络服务器通过CPK组合公钥体制的数字签名与身份认证，验证通过，建立局域网内的无线链接，然后自动将硬盘或者SD卡中的数据信息传送至该站点服务器，所述站点服务器将所述数据信息及时上传至后台监控服务中心数据库；所述CPK模块与后台监控服务中心、站点服务器建立链接，在数据交互传输过程中贯穿数字签名和身份验证；所述语音录播模块根据已录制的语音信息，按设定条件自动播报。

本发明的原理：本发明主要在LINUX嵌入式系统上研发完成了，支持GPS&北斗双模的智能车载视频监控终端黑匣子系统。产品首创的把GPS&北斗双模卫星定位、授时。融合设计支持（TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000）三种3G通信模式。在应用设计中，实现了所有采集进来的音视频信号，双通道处理模式，既每一个视频信号源进入本产品后，都分成两路信号各自单独处理，一路采用较低码率压缩编码（参数可配置）专供3G上传、实时监控用，另一路在采用高清晰度编码压缩录制到硬盘或者SD卡中保存下来。在产品设计上引入了CPK组合公钥体制的信息安全认证机制，和数字证书，确保整个产品所有信息数据的安全。设计了WIFI无线网络功能，使得产品通过WIFI网络能够实现高速数据传输与交换。实现了车辆及各种运行数据采集实时上传机制，语音录播及对讲功能。

本发明的有益效果：

一、本发明所述的车载智能终端系统具有GPS北斗双模定位，提高了系统的安全性；

二、系统在实时上传至后台监控服务中心的图像信息和保存到本地的图像信息是完全独立两条通道处理，参数设定互不干扰；记录保存下来的实时视频图像质量至少具有D1及以上级别的清晰度。图像内容带有CPK组合公钥密码体制信息安全机制的数字签名信息，并通过数字水印技术把相关数据信息植入到图像内容中，记录保存下来的视频图像信息中具有采用CPK组合公钥密码体制信息安全机制的数字签名信息。具备高安全性的防篡改功能。

三、具有WIFI网络通信功能，具备基于WIFI网络自动锁定登入，登入验证采用CPK组合公钥密码体制信息安全机制。基于WIFI网络的高速数据自动传输功能，把高清晰度的音视频图像数据及其他信息数据经过WIFI网络上传到站点服务器，再由站点服务器通过互联网上传到后台监控中心数据库中，作为历史数据保存，因为WIFI网络是基于局域网机制，因此不会再额外产生费用，这样既实现了把高清晰度的音视频图像数据及时的上传到后台监控服务中心，又不会产生通信费用，大大的降低了车辆的运营费用成本。

四、增加了自动语音预录和条件播报模块，更好的融合于车辆运营服务中。

五、能够记录车辆在行驶过程中的各种性能参数，并且上传到后台服务中心，一旦某些参数异常，则自动警报。

六、CPK组合公钥体制的信息安全技术，设计贯穿本发明的所有应用，每台车载智能终端产品，都有自己唯一的数字证书，在与后台监控服务中心，站点服务器等建立链接、数据交互、数据传输过程中始终贯穿，确保信息安全，和数据安全、可靠。

附图说明

图1为本发明所述的车载智能终端系统的功能模块示意图；

图2为本发明所述的车载智能终端系统的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的车载智能终端系统应用安装于车辆上面，由车辆电源系统供电：车辆点火发动，系统接通电源，进入正常工作状态，3G通信模块，自动拨号上网与后台监控服务中心，经过CPK组合公钥机制的数字签名和身份验证后，建立网络通路。

该系统包括嵌入式主板、与嵌入式主板连接的3G通信模块、GPS北斗模块和WIFI模块以及集成在嵌入式主板上的CPK模块、语音录播模块、数字音视频编解码压缩及还出模块、音视频采集输入接口、车辆行车参数数据采集输入接口以及汽车专用宽幅电源；所述汽车专用宽幅电源为嵌入式主板及连接嵌入式主板的上述各个模块供电；

所述3G通信模块，在系统上电正常工作，根据系统设定的后台监控服务中心账号信息，主动拨号上网，通过3G通信网与集控后台建立网络通道，通过CPK组合公钥体制的数字签名与身份认证，验证通过后，建立网络链路，进行实时数据传递交互。

GPS北斗模块对车辆卫星定位，实时监控采集的过程为：智能终端系统进入正常工作后，GPS北斗模块通过其天线，获取当前实时的卫星定位数据以及时间数据信息，然后分三个方式同步实时处理；

一、将卫星定位数据以及时间数据信息，经由通过3G通信模块，利用3G上网的方式，把该内容实时的上传到后台监控服务中心，供实时监控用；

二、将卫星定位数据以及时间数据信息，传送至数字音视频编解码压缩及还出模块；

三、将卫星定位数据以及时间数据信息，实时的保存到存储部分高速大容量硬盘或者SD卡。

所述智能终端通过数据参数采集端口（RS232、RS485或CAN），从车辆点火启动开始，获取当前实时的车辆数据信息以及各项运行参数数据，实时的采集进入智能终端系统，然后分三个方式同步实时处理。

一、将车辆数据信息以及各项运行参数数据，经由通过3G通信模块，利用3G上网的方式，把该内容实时的上传到，后台监控服务中心，供实时监控用。

二、将车辆数据信息以及各项运行参数数据，给到音视频编解码压缩及还出模块。

三、将车辆数据信息以及各项运行参数数据，实时的保存到存储部分高速大容量硬盘或者SD卡。

所述的数字音视频编解码压缩及还出模块对音视频实时监控及采集过程为：本系统进入正常工作状态以后，所连接的音视频采集摄像装置，自动记录音视频信号，实时的输入到音视频采集输入接口，针对每路采集输入的音视频信号，分别进行双通道实时编码压缩，一路低码率低质量图像，另一路高码率高质量图像；并同时把卫星定位信息数据，时间数据，车辆行车参数数据等作为数字水印信息内容，植入两路音视频图像中。完成编码压缩以后，低码率低质量图像内容因其数据量较小，实时通过建立好的3G通信网络，上传到后台监控服务中心，实现实时监控。高码率高质量的图像内容则保存到本机硬盘或者SD卡中储存。同时通过还出部分实时输出到本地监视器上。实时编码压缩的参数配置，可以预先设置，也可以通过后台监控服务中心配置和操控。所述数字音视频编解码压缩及还出模块的音视频解码芯片型号为Hi3531。

当进入某站点时，所述WIFI模块根据车辆进入到该站点无线网络信号覆盖范围内时，自动搜索网络，WIFI模块根据本机中设定的无线网络账户与登入认证信息，自动与站点的无线网络服务器，通过CPK组合公钥体制的数字签名与身份认证，验证通过，建立局域网内的无线链接，然后就自动把本机硬盘或者SD卡中的数据信息（包括卫星定位数据，车辆行车参数数据，音视频图像数据），高速传递到站点服务器，站点服务器即时的在上传到后台监控服务中心数据库中，作为历史数据保存。

所述CPK模块（CPK组合公钥体制的信息安全技术），其芯片型号为VK8001；设计贯穿车载智能终端的所有应用，每台车载智能终端，都有自己唯一的数字证书，在与后台监控服务中心，站点服务器等建立链接、数据交互、数据传输过程中始终贯穿数字签名和身份验证，确保信息安全，和数据安全、可靠。

车载智能终端系统在采集信息、数据上传的同时，也同步接收后台监控服务中心，站点服务器的相关指令操作，以及参数设置等。相互之间能够实现实时操控和语音通信，数据通信功能。

语音录播模块根据已录制的语音信息，按设定条件自动播报。所述语音录播模块中的语音信息，可以是在本产品安装到车辆上之前预先录制好的，也可以是后期根据实际需要录制，录制好以后，通过本发明产品的3G网络，或者WIFI网络，写入到本产品的语音录播模组中，其播报条件也是可以通过前面的网络根据实际需要对其下载配置。在车辆的实际运营中，后台监控中心，可以通过语音录播模块，利用3G通信模块，实现与车辆上工作人员之间的语音对讲。

本实施方式所述的嵌入式主板采用内核为ARM11作为CPU的高性能嵌入式芯片组，搭载全硬件的高性能多通道音视频压缩编解码专用芯片。支持MPEG1、2、4和H.264视频实时压缩编解码，支持AC-3、PCM、G726等数字音频编码的解码，数字水印技术。内嵌多个MPISCPU，主CPU频率达1.2GHz，支持DDR1内存2G。支持USB2.0、100M网口、RS232&RS485、CAN总线接口等，AV视音频输出。支持大容量SATA2接口硬盘和SD卡存储。独立设计3G通信模块，支持移动TD-SCDMA、联通WCDMA、电信CDMA2000。GPS&北斗双模卫星定位专用模块设计，实时提供定位信息和授时。独立WIFI无线网络通信模组设计，能够自动搜寻和锁定默认配置网络，并认证通过，自动进行高速数据传输与交换。独立设计语音录播模块。融入设计符合CPK组合公钥体制的信息安全体系，包括加解密处理单元，数字证书等，适用于产品的所有数据安全，身份认证。安装linux操作系统平台，构建数据内容资源管理系统，实现实时数据（音视频、卫星定位、时间、车辆运行参数等）上传，和录制保存，基于WIFI的高速数据传输与交换。人机交互与远程管理、配置设计，专用车载宽范围电源为8-36V电源应用设计。为系统提供清洁稳定的电源。

本实施方式中应用WIFI模块的实现高速数据传输的过程为：

一、首先在车辆运营的所有站点（比如长途客运的车站，出租车交换车站等），都设有专用于配套WIFI无线网络环境及数据服务器。

二、运行车辆在进入站点WIFI无线网络信号覆盖范围时，本发明产品的WIFI网络模组会自动搜寻到，并通过基于CPK组合公钥体制的身份安全认证后，进行链接登入，然后开始自动的把本发明产品中存储部分的中储存的没有上传到后台控制服务中心的所有数据即时，高速的上传到该站点的服务器中。

三、后台监控服务中心有需要对安装于车辆上的本发明产品，进行控制和配置数据传输时，通过站点的服务器和WIFI无线网络，同步下载到本发明产品中。由于是基于局域网环境，所以不会产品传输数据的流量费用，同时传输速度非常快。

本实施方式所述的车载智能终系统基于linux操作系统平台实现，作为本发明所述系统的支撑平台操作系统，完成本发明的核心应用功能开发和底层支撑，和中央控制功能以及为整个产品的所有软件系统和应用运行提供一个可靠的运行平台。linux操作系统规范，MEPG1、2、4（包含H.264）系列音视频编解码压缩技术标准，CPK组合公钥体制，3G通信规范，SQL数据库规范，AC-3、PCM等系列数字音频编解码标准，WIFI无线网络协议，USB2.0、ISO7816、TCP/IP、RS232、RS485、CAN总线，车载宽范围电源规范要求。

本实施方式由于结合CPK组合公钥体制的信息安全技术设计，因此每个产品都有唯一的数字证书及身份号，具有不可篡改和抵赖性。所有保存到硬盘或SD卡的各种信息数据内容，以及传输过程中的数据交换等，都是通过本实施方式产品的资源管理系统以及输入输出部分，进行合理的管理和交换。

Claims (4)

1.车载智能终端系统，包括3G通信模块、GPS北斗模块和WIFI模块以及集成在嵌入式主板上的CPK模块、语音录播模块、数字音视频编解码压缩及还出模块、音视频采集输入接口、数据参数采集输入接口以及汽车专用宽幅电源；所述3G通信模块分别与数字音视频编解码压缩及还出模块、GPS北斗模块、数据参数采集输入接口和CPK模块连接，数字音视频编解码压缩及还出模块分别与音视频采集输入接口、GPS北斗模块、硬盘或SD卡和数据参数采集输入接口连接，GPS北斗模块分别与CPK模块和硬盘或SD卡连接，WIFI模块分别与CPK模块、硬盘或SD卡和语音录播模块连接，所述汽车专用宽幅电源为嵌入式主板及上述各个模块供电；其特征是，

智能终端系统上电后正常工作，所述3G通信模块根据系统设定的后台监控服务中心账号信息，主动拨号上网，通过3G网络与集控中心建立网络通道，并通过CPK组合公钥体制的数字签名与身份认证，验证通过后，建立网络链路，进行实时数据传递交互；

所述GPS北斗模块通过天线获得GPS信号或者北斗信号，实现对车辆卫星定位数据和时间信息的采集，并将获得的车辆卫星定位数据和时间数据存储在硬盘或SD卡中，同时将车辆卫星定位数据和时间数据通过3G通信模块实时上传到后台监控服务中心；以及将车辆卫星定位数据和时间数据传送至数字音视频编解码压缩及还出模块；

所述智能终端通过数据参数采集输入接口，将车辆行驶过程中的车辆数据及运行参数数据进行采集，将采集的车辆数据及运行参数数据存储在硬盘或者SD卡中，同时将所述行车参数数据通过3G通信模块实时上传至后台监控服务中心；以及将行车参数数据传送至数字音视频编解码压缩及还出模块；

所述数字音视频编解码压缩及还出模块，通过音视频采集输入接口将监控摄像头组件拍摄的实时音视频数据进行编码压缩，将每路采集输入的音视频信号，分别进行双通道实时编码压缩，同时将卫星定位信息数据、时间数据以及车辆数据及运行参数数据作为数字水印信息内容，植入两路音视频图像中，一路视频图像通过3G通信网络上传至后台监控服务中心，实现实时监控；另一路视频图像存储在硬盘或SD卡中；

所述WIFI模块根据车辆进入不同的站点，自动搜索网络，WIFI模块根据智能终端设定的中心帐号信息与登陆认证信息，自动与该站点的无线网络服务器通过CPK组合公钥体制的数字签名与身份认证，验证通过，建立局域网内的无线链接，然后自动将硬盘或者SD卡中的数据信息传送至该站点服务器，所述站点服务器将所述数据信息及时上传至后台监控服务中心数据库；

所述CPK模块与后台监控服务中心、站点服务器建立链接，在数据交互传输过程中贯穿数字签名和身份验证；

所述语音录播模块根据已录制的语音信息，按设定条件自动播报。

2.根据权利要求1所述的车载智能终端系统，其特征在于，语音录播模块中的语音信息通过3G模块或WIFI模块预先录制或根据实际需要录制。

3.根据权利要求1所述的车载智能终端系统，其特征在于，车载智能终端系统在采集信息和数据上传的同时，同步接收后台监控服务中心和站点服务器的相关指令以及参数设置，实现实时操控和语音通信及数据通信。

4.根据权利要求1所述的车载智能终端系统，其特征在于，所述数字音视频编解码压缩及还出模块将接收的音视频信号、卫星定位信息数据、时间数据以及车辆行车参数数据实时输出到本地监视器上。